《礦山機(jī)械》教案

1、緒 論礦山機(jī)械在煤炭生產(chǎn)中占有非常重要的地位。新中國(guó)成立以來，特別是改革開放20多年來，我國(guó)越來越多的礦山使用了綜合機(jī)械化采煤設(shè)備和大型掘進(jìn)設(shè)備，國(guó)有重點(diǎn)煤礦的機(jī)械化程度由改革開放初期的30%提高到80%以上，采煤機(jī)械化的迅速發(fā)展極大地改善了煤礦生產(chǎn)條件，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，大大降低了生產(chǎn)成本，為煤礦安全生產(chǎn)提供了必要的條件，對(duì)于迅速提高我國(guó)原煤產(chǎn)量，促進(jìn)煤炭工業(yè)的整體發(fā)展起到了極其重要的作用。礦山機(jī)械種類繁多，應(yīng)用范圍很廣，通常分為采掘機(jī)械，運(yùn)輸與提升機(jī)械，流體機(jī)械三大部分。第一篇 流體力學(xué)和液壓傳動(dòng)基礎(chǔ) 教學(xué)目的：使學(xué)員了解流體力學(xué)在煤礦生產(chǎn)（礦山機(jī)械）中的應(yīng)用。 教學(xué)重

2、點(diǎn)：1、流體力學(xué)基礎(chǔ)2、液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)3、液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 教學(xué)難點(diǎn)：1、流體力學(xué)基礎(chǔ)2、液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)3、液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 教學(xué)方法：指導(dǎo)閱讀講授討論 教學(xué)過程：1、流體力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，是研究流體靜止和運(yùn)動(dòng)的力學(xué)規(guī)律以及流體與固體之間相互作用的一門應(yīng)用科學(xué)。流體力學(xué)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛，是礦井通風(fēng)、排水、水力開采、水力運(yùn)輸、液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)的理論基礎(chǔ)。2、液壓傳動(dòng)是在流體力學(xué)、工程力學(xué)和機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門應(yīng)用技術(shù)，它是利用液體的壓力能傳遞能量的傳動(dòng)方式。被廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械中。目前，煤礦采掘機(jī)械中多數(shù)采用了液壓傳動(dòng)。3、液壓泵是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力元件。它將原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械

3、能轉(zhuǎn)化為工作液體的壓力能，向系統(tǒng)提供一定流量的壓力液體。由于大多數(shù)工作液體都是礦物油類，故液壓泵又稱為油泵。主要有：齒輪泵、葉片泵和柱塞泵三種。4、液壓馬達(dá)和液壓缸總稱液動(dòng)機(jī)或液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是將液壓泵輸給的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)做功，它們都是能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出機(jī)械能的形式是扭矩和轉(zhuǎn)速；而液壓缸是實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)擺動(dòng)，輸出機(jī)械能的形式是力和速度或扭矩和角速度。5、液壓控制閥是液壓系統(tǒng)的控制元件，用以控制工作液體的壓力、調(diào)節(jié)流量、改變流向，從而滿足工作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同工作循環(huán)所要求的力或力矩、運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向。液壓控制閥應(yīng)用數(shù)量大，結(jié)構(gòu)類型多。主要有方法控制閥、壓

4、力控制閥、流量控制閥等。6、液壓輔助元件包括油管、管接頭、油箱、熱交換器、濾油器、蓄能器、密封裝置、儀表等。從液壓傳動(dòng)原理來看它們是起輔助作用，但從保證液壓系統(tǒng)正常工作和良好的工作性能來看都是非常重要的，因此必須給予足夠的重視。7、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是根據(jù)工作機(jī)械的傳動(dòng)要求，將一定數(shù)量和不同類型的液壓元件按一定的方式組合起來，構(gòu)成一個(gè)完整的工作體系，簡(jiǎn)稱液壓系統(tǒng)。各種液壓傳動(dòng)機(jī)械，盡管其液壓系統(tǒng)各不相同，但都是由若干個(gè)液壓基本回路組成。第二篇 采掘機(jī)械 教學(xué)目的：使學(xué)生獲得礦山采掘機(jī)械的基本知識(shí)和基本操作、維護(hù)、故障診斷及處理方面的技能。 教學(xué)重點(diǎn)：1、采煤機(jī)械2、液壓支護(hù)設(shè)備3、掘進(jìn)機(jī)械 教學(xué)難點(diǎn)

5、：1、采煤機(jī)械2、液壓支護(hù)設(shè)備3、掘進(jìn)機(jī)械 教學(xué)方法：指導(dǎo)閱讀講授討論 教學(xué)過程：采掘機(jī)械按作用不同分為采煤機(jī)械，掘進(jìn)機(jī)械，裝載機(jī)械和液壓支護(hù)設(shè)備。1、采煤機(jī)械采煤機(jī)械主要用于采煤工作面，實(shí)現(xiàn)落煤，裝煤的機(jī)械化。常見的類型有：（1）滾筒式采煤機(jī) 這種采煤機(jī)又可分為單滾筒和雙滾筒，有鍵牽引和無鍵牽引，液壓牽引和電牽引采煤機(jī)。滾筒式采煤機(jī)騎行在采煤工作面刮板輸送機(jī)的溜槽上并沿著工作面往復(fù)運(yùn)動(dòng)；滾筒連續(xù)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)落煤，并把煤裝到刮板輸送機(jī)上運(yùn)出工作面。（2）連續(xù)采煤機(jī) 這種采煤機(jī)不同于滾筒式采煤機(jī)，它具有履帶式行走機(jī)構(gòu)和滾筒式工作機(jī)構(gòu)，滾筒的寬度較大于且位于機(jī)身前面，采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。行走機(jī)構(gòu)能夠

6、沿煤層底版向前，向后，轉(zhuǎn)彎行走，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；工作機(jī)構(gòu)可隨懸臂一起上下擺動(dòng)完成落煤，裝載機(jī)構(gòu)完成裝煤。連續(xù)采煤機(jī)生產(chǎn)能力大，效率高，主要用于房柱式采煤。2、掘進(jìn)機(jī)械掘進(jìn)機(jī)械是用于開鑿巷道的機(jī)械，按巷道掘進(jìn)方法的不同大型掘進(jìn)機(jī)械可分為鑿巖臺(tái)車和掘進(jìn)機(jī)。（1）鑿巖臺(tái)車是一種鉆孔設(shè)備，能將一臺(tái)或數(shù)臺(tái)高效能的鑿巖機(jī)連同推進(jìn)裝置一起安裝在鉆臂導(dǎo)軌上，并配以行走機(jī)構(gòu)，使鑿巖作業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。鑿巖臺(tái)車和鑿巖機(jī)相比工效可以提高24倍。（2）掘進(jìn)機(jī)使用在巷道掘進(jìn)中，能使破落煤層，裝載運(yùn)輸，噴霧滅塵等工序同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)械化。掘進(jìn)機(jī)可分為部分端面掘進(jìn)機(jī)和全斷面掘進(jìn)機(jī)兩類。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)主要用于掘進(jìn)煤和半煤巖

7、巷道，而全斷面掘進(jìn)機(jī)主要用于掘進(jìn)巖石巷道。3、裝載機(jī)械裝載機(jī)械是將破落的煤或巖石裝入礦車或巷道輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)械化。常見的類型有：（1）鏟斗裝載機(jī) 鏟斗裝載機(jī)有行走機(jī)構(gòu)，能依靠鏟斗鏟取巖石，然后將巖石卸入礦車或其他運(yùn)輸設(shè)備。鏟斗裝載機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單,可以裝載塊度較大且堅(jiān)硬的巖石,按其卸載方式可分為后卸載式和側(cè)卸載式兩種.（2）耙斗裝載機(jī) 它是利用絞車和鋼絲繩拖動(dòng)一個(gè)耙斗,耙取巖石裝入礦車的機(jī)械,可用于平巷,上下山及拐彎巷道,使用范圍廣,特別適用于傾角5度10度傾斜巷道.4.、支護(hù)設(shè)備支護(hù)設(shè)備用于對(duì)采煤工作面的頂板進(jìn)行支撐和管理,以維護(hù)正常工作空間并保護(hù)工作面內(nèi)的機(jī)器和人員的安全.支護(hù)設(shè)備的類型主要

8、有:（1）液壓支架 液壓支架是以高壓液體為動(dòng)力,由金屬構(gòu)體和若干液壓元件組成.液壓支架能實(shí)現(xiàn)對(duì)頂板的支撐,切頂,移架和推移輸送機(jī)等工序的機(jī)械化.液壓支架與采煤機(jī),工作面輸送機(jī)組成工作面的“綜采”設(shè)備.（2）單體支柱 單體支柱又分為金屬摩擦支柱和液壓支柱,它們分別與鉸接頂梁組成支架,實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面頂板的支護(hù)和管理.采用單體支柱支護(hù)仍可依靠人工操作,勞動(dòng)強(qiáng)度大,安全性較差.常用單體液壓支柱,鉸接頂梁與采煤機(jī),工作面刮板輸送機(jī)組成“高檔普采”設(shè)備.5、乳化液泵站乳化液泵站由乳化液泵和乳化液箱組成,是向綜合采工作面的液壓支架或高檔普采工作面的外注式單體液壓支柱輸送高壓乳化液的動(dòng)力源.乳化液泵站一般設(shè)在工

9、作面運(yùn)輸平巷內(nèi),遠(yuǎn)距離向工作面供液.第三篇 運(yùn)輸與提升機(jī)械 教學(xué)目的：使學(xué)生獲得礦山運(yùn)輸與提升機(jī)械的基本知識(shí)和基本操作、維護(hù)、故障診斷及處理方面的技能。 教學(xué)重點(diǎn)：1、刮板輸送機(jī)2、帶式輸送機(jī)3、采區(qū)提升設(shè)備 教學(xué)難點(diǎn)：1、刮板輸送機(jī)2、帶式輸送機(jī)3、采區(qū)提升設(shè)備 教學(xué)方法：指導(dǎo)閱讀講授討論 教學(xué)過程：礦山運(yùn)輸與提升機(jī)械,承擔(dān)著運(yùn)輸煤炭,矸石,材料設(shè)備以及運(yùn)送工作人員的任務(wù).運(yùn)輸提升系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的“動(dòng)脈”.礦山運(yùn)輸與提升機(jī)械按設(shè)備安裝地點(diǎn)的不同可分為提升機(jī)械和運(yùn)輸機(jī)械;按其動(dòng)作方式不同可分為連續(xù)動(dòng)作式和周期動(dòng)作式運(yùn)輸設(shè)備;按用途不同可分為主要運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸設(shè)備.1、提升機(jī)械 提升機(jī)械屬于周期

10、動(dòng)作式運(yùn)輸機(jī)械,它利用提升機(jī)或絞車滾筒上的鋼絲繩牽引提升容器,在井筒內(nèi)或巷道內(nèi)往返運(yùn)行,完成提升煤炭,矸石及升降人員,設(shè)備等任務(wù).提升機(jī)械可分為礦井提升機(jī)械和采區(qū)提升機(jī)械.(1)礦井提升機(jī)械：是提升機(jī)械的重要組成部分，它安裝于地面，靠提升機(jī)滾筒上的鋼絲繩牽引提升容器在井筒內(nèi)往返運(yùn)行完成提升任務(wù)，服務(wù)于整個(gè)礦井。提升機(jī)的滾筒直徑一般在2m以上。主井提升設(shè)備完成提煤任務(wù)，副井提升設(shè)備完成提升矸石、升降人員、設(shè)備和材料的運(yùn)輸任務(wù)。(2)采區(qū)提升機(jī)械：常采用滾筒直徑小于2m的絞車,并安裝于井下采區(qū)的硐室，利用絞車滾筒上的鋼絲繩牽引一組礦車在采區(qū)上山或下山巷道內(nèi)往返運(yùn)行，完成提升任務(wù)，常作為采區(qū)輔助運(yùn)輸

11、設(shè)備。2、運(yùn)輸機(jī)械主要用于水平或傾斜巷道中的煤炭及輔助運(yùn)輸。連續(xù)動(dòng)作式運(yùn)輸機(jī)械指設(shè)備啟動(dòng)后，能連續(xù)不斷地運(yùn)送貨載。其類型有：（1）輸送機(jī)：又分為刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)。刮板輸送機(jī)主要用于采煤工作面，帶式運(yùn)輸機(jī)主要用于傾角小于17°的運(yùn)輸巷道，完成運(yùn)輸煤炭的任務(wù)。帶式輸送機(jī)還可以用于斜井井筒，作為提升設(shè)備，完成提升煤炭、運(yùn)送人員的任務(wù)。（2）無極繩運(yùn)輸機(jī)械：運(yùn)輸方式是將貨載裝在礦車中，用無極連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的鋼絲繩連接并牽引礦車在軌道上運(yùn)行，完成貨載運(yùn)輸。它主要用于井下或地面水平運(yùn)輸及傾角小于10°的斜巷運(yùn)輸。周期動(dòng)作式運(yùn)輸機(jī)械是以一定的循環(huán)方式周期地運(yùn)送貨載，在運(yùn)輸中需經(jīng)常控制其運(yùn)

12、行方向。常用的類型有：（1）電機(jī)車運(yùn)輸機(jī)械：這種運(yùn)輸設(shè)備用電機(jī)車牽引一組礦車在軌道上往返周期性地運(yùn)送貨載，主要用于井下運(yùn)輸大巷和地面水平運(yùn)輸。（2）有極繩運(yùn)輸機(jī)械：這種運(yùn)輸設(shè)備利用小絞車滾筒上的鋼絲繩牽引單個(gè)或一組礦車在軌道上往返周期性地運(yùn)送貨載，多用于井下傾斜巷道的輔助運(yùn)輸。（3）單軌吊車：這種運(yùn)輸設(shè)備用吊掛車輛，并懸吊于巷道上方的工字型單軌上運(yùn)行，以摩擦輪絞車做動(dòng)力裝置，通過鋼絲繩牽引單軌吊車運(yùn)送貨載。單軌吊車多作為綜合機(jī)械化采煤工作面的輔助運(yùn)輸機(jī)械。（4）卡軌車：這種運(yùn)輸設(shè)備是用摩擦輪絞車帶動(dòng)鋼絲繩并牽引卡軌車在底版軌道上行走完成運(yùn)輸任務(wù)?？ㄜ壾囕v除有普通的行走輪以外，還裝有卡軌輪，其作

13、用是卡住軌道，使車輪不脫離軌道，多作為綜合機(jī)械化采煤工作面的輔助運(yùn)輸機(jī)械。第四篇 流體機(jī)械 教學(xué)目的：使學(xué)生獲得礦山流體機(jī)械的基本知識(shí)和基本操作、維護(hù)、故障診斷及處理方面的技能。 教學(xué)重點(diǎn)：1、礦井排水設(shè)備2、通風(fēng)設(shè)備 教學(xué)難點(diǎn)：1、礦井排水設(shè)備2、通風(fēng)設(shè)備 教學(xué)方法：指導(dǎo)閱讀講授討論 教學(xué)過程：流體機(jī)械是指以水或者空氣為工作介質(zhì)的礦山機(jī)械，包括排水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備和空氣壓縮設(shè)備，它們都是礦山大型固定設(shè)備。1、排水設(shè)備水泵是礦井排水設(shè)備的主要組成部分，它的作用是將礦井中的涌水及時(shí)排送至地面，為井下創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，確保安全生產(chǎn)。礦井排水設(shè)備又分為固定式和移動(dòng)式。固定式排水設(shè)備一般服務(wù)于整個(gè)礦井

14、，為主排水設(shè)備。主水泵采用D型離心式水泵，水泵的排水能力應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程的要求。2、通風(fēng)設(shè)備通風(fēng)機(jī)是礦井通風(fēng)設(shè)備的主要組成部分，它是礦井的“肝臟”。其作用是向井下輸送新鮮空氣，稀釋和排出有毒、有害氣體，調(diào)節(jié)井下所需風(fēng)量、濕度和溫度，使井下具有良好的工作條件，保證安全生產(chǎn)。通風(fēng)機(jī)可分為主要通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)。主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)于整個(gè)礦井，局部通風(fēng)機(jī)是負(fù)責(zé)掘進(jìn)工作面或井下局部工作地點(diǎn)的通風(fēng)。常用的通風(fēng)機(jī)有離心式風(fēng)機(jī)和軸流式風(fēng)機(jī)兩種類型。3、空氣壓縮設(shè)備空氣壓縮設(shè)備是指壓縮和輸送氣體的整套設(shè)備，其中最主要的是空氣壓縮機(jī)?？諝鈮嚎s機(jī)對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，當(dāng)壓力升高到規(guī)定值后排入風(fēng)包，經(jīng)風(fēng)包排出來的壓縮氣體沿管道送到井下，供風(fēng)動(dòng)工具使用或送到其他使用壓縮氣體的地點(diǎn)。常用的空氣壓縮機(jī)為L(zhǎng)系列活塞式空氣壓縮機(jī)。我國(guó)的礦山機(jī)械在自主研發(fā)的基礎(chǔ)上，不斷吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),在設(shè)計(jì)和制造方面發(fā)展很快，生產(chǎn)出了先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備,基本滿足了我國(guó)煤礦機(jī)械化的生產(chǎn)需要，而且部分礦山機(jī)械出口國(guó)外。展望礦山機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì),先進(jìn)性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：設(shè)備高效化、大型化：機(jī)械設(shè)備工作能力，運(yùn)行速度和拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率不斷增大，效率不斷提高；控制自動(dòng)化：機(jī)械設(shè)備采用先進(jìn)的自動(dòng)控制,電液控制和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和自動(dòng)調(diào)速；技術(shù)先進(jìn)化：隨著科學(xué)技術(shù)