開敞式掘進機(Open-Type TBM)是一種適用于穩定巖層隧道施工的重型裝備,它的結構設計以適應硬巖掘進為核心,強調“開放作業空間”和“高效破巖-出碴-支護協同”,其核心組成部分及功能如下(綜合等資料):
一、核心功能系統
1. 截割/破巖系統
① 刀盤組件:安裝滾刀(硬巖截齒),通過旋轉擠壓破碎巖石,刀盤結構含刮板、鏟斗出渣槽。
② 驅動裝置:電機或液壓馬達驅動刀盤,部分機型配備變頻調速或雙速電機以適應復雜巖層。
③ 伸縮機構:截割頭可軸向伸縮(如EBZ系列),減少設備移動頻次。
2. 支撐與推進系統
① 水平撐靴:雙側撐靴頂緊洞壁提供反力,承受掘進推力和扭矩。
② 推進油缸:連接撐靴與主機架,驅動刀盤向前掘進。
③ 后支撐腿:換步時穩定機身,防止橫向滑動。
3. 裝運與出渣系統
① 鏟板部:星輪/刮板機構(液壓馬達驅動)收集巖渣,鏟板傾角設計利于清底。
② 輸送機構:
一運:刮板輸送機(中雙鏈結構)將渣石從刀盤轉運至后部。
二運:皮帶機連接一運與礦車,實現連續出渣。
4. 支護與安全系統
① 超前支護裝置:活動前檐+支撐網格結構,防止掌子面塌方(專利設計)。
② 輔助支護設備:拱架安裝器、錨桿鉆機,即時加固圍巖。
③ 除塵系統:內/外噴霧裝置(內噴霧水壓≥3MPa),配合泡沫降塵。
二、主體結構與輔助系統
1. 主機框架
① 本體架:箱形焊接結構,承載各系統重量,通過高強度螺栓連接行走部。
② 回轉臺:鉸接截割臂,由回轉油缸控制橫向擺動。
2. 行走機構
履帶式底盤(液壓馬達驅動),含驅動輪、支重輪、張緊油缸及防滑制動裝置。
3. 液壓系統
① 恒功率變量泵、負載敏感閥組,控制油缸升降/推進及馬達運轉。
② 壓力切斷保護功能,避免過載損壞。
4. 電氣與控制系統
① 防爆電控箱、本安操作臺,集成甲烷斷電保護、截割電機熱敏監測。
② 激光導向系統,實時糾偏掘進軌跡。
開敞式掘進機的組成以“高效破巖、靈活支撐、快速出碴”為核心邏輯,各系統協同配合,在硬巖地層中實現安全、高效的隧道開挖。