《礦山機(jī)械設(shè)備》講稿

1、礦山機(jī)械與設(shè)備教案導(dǎo)論學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)目標(biāo)第一章 概 論 第二章 鑿巖機(jī)及鑿巖工具第三章 鑿巖鉆車 第四章 潛孔鉆機(jī)第五章 牙輪鉆機(jī) 第六章 裝載機(jī)械第七章 礦山運(yùn)輸機(jī)械 第八章 礦井提升設(shè)備第九章提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)第十章 礦井提升機(jī)的電力拖動(dòng)裝置與制動(dòng)裝置 第十一章 多繩摩擦提升主 講： 胡運(yùn)金 班 級(jí)：礦物資源07級(jí)礦山機(jī)械與設(shè)備導(dǎo)論教學(xué)目標(biāo)：通過露天礦山和地下礦山的開采工藝過程了解礦山常用的機(jī)械設(shè)備明白本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)了解影響礦山機(jī)械與設(shè)備的巖石軟科學(xué)性質(zhì)學(xué)時(shí)分配：3學(xué)時(shí)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：礦山工程中常用的機(jī)械設(shè)備類型難點(diǎn)：無教學(xué)方法：講授案例多媒體教學(xué)內(nèi)容一、礦山工程常用

2、的機(jī)械與設(shè)備通過模型圖片、視頻，了解無奇不有礦山和地下礦山開采的工藝過程及其常用機(jī)械與設(shè)備類型。鉆孔機(jī)械掘進(jìn)機(jī)械運(yùn)搬設(shè)備提升設(shè)備流體設(shè)備支護(hù)設(shè)備其他設(shè)備二、礦山機(jī)械與設(shè)備課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容：礦山常用機(jī)械設(shè)備的類型礦山機(jī)械設(shè)備的組成、工作原理礦山機(jī)械設(shè)備的造選型礦山機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用主要學(xué)習(xí)目標(biāo)：熟悉主要礦山機(jī)械設(shè)備組成、結(jié)構(gòu)、工作原理熟悉各種機(jī)械設(shè)備的選型，掌握主要機(jī)械設(shè)備的造型計(jì)算了解種類機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)及其應(yīng)用三、巖礦的物理機(jī)械性質(zhì) 巖(礦)的主要物理機(jī)械性質(zhì)1、容重：?jiǎn)挝惑w積原生巖石的重量2、松散性：整體巖石被破碎后，其容積增大的性能，常用巖石的松散系數(shù)K表示。K指巖石破碎前、后容積之

3、比。3、強(qiáng)度：巖石抵抗機(jī)械破壞（拉、壓、剪）的能力。巖石機(jī)械強(qiáng)度受巖石的孔隙度、異向性和不均勻性的影響而變化很大，一般情況下，抗拉強(qiáng)度（1/101/50）抗剪強(qiáng)度（1/8-1/12）抗壓強(qiáng)度4、硬度：指巖石抵抗尖銳工具侵入的性能。它取決于巖石的結(jié)構(gòu)、組成顆粒的硬度及形狀和排列方式等。硬度越大，鉆鑿越困難。5、彈性：即當(dāng)撤銷所受外力后，巖石恢復(fù)原來形狀和體積的性能。彈性越大，鉆鑿越困難。6、脆性：巖石被破碎時(shí)不帶殘余變形的性能。脆性越大，鉆鑿越容易。7、耐磨性：巖石磨損工具的性能。耐磨性越大，鉆鑿越困難8、穩(wěn)定性：巖石暴露出自由面后，不致塌陷的性能。鑿巖時(shí)巖石的破碎是多種因素綜合作用的結(jié)果。在上

4、述諸多因素中，巖石的硬度、強(qiáng)度和脆性是主要的因素，又可將它們概括為巖石的堅(jiān)固性。 巖石分級(jí)巖石的堅(jiān)固性常以堅(jiān)固系數(shù)表示。不僅是綜合反映巖石破碎難易程度的指標(biāo)，而且，也是選用破碎方法和鉆孔機(jī)械的主要依據(jù)。根據(jù)值，將巖石進(jìn)行分級(jí)，稱為普氏分級(jí)法。第一篇 鉆掘機(jī)械第一章 鑿巖機(jī)械教學(xué)目標(biāo)：熟悉鑿巖機(jī)械的類型掌握風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)工作機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理熟悉各種鑿巖機(jī)械的特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合和條件熟悉與鑿巖機(jī)配套使用的鑿巖工具學(xué)時(shí)分配：9學(xué)時(shí)教學(xué)重點(diǎn)：各種鑿巖機(jī)工作機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和性能特點(diǎn)及其應(yīng)用條件教學(xué)難點(diǎn)：風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)主要參數(shù)的分析與計(jì)算氣閥結(jié)構(gòu)及原理教學(xué)方法：講授多媒體教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 巖石的破碎過程鉆

5、鑿巖石的機(jī)械方法有沖擊作用、旋轉(zhuǎn)作用和旋轉(zhuǎn)沖擊聯(lián)合作用等三種方式，如圖所示。 一、沖擊式鑿巖過程向鉆頭施加一個(gè)垂直于巖石表面的沖擊力，在此沖擊力作用下，使鉆頭切入并破碎巖石。二、旋轉(zhuǎn)式鑿巖過程向鉆頭施加一個(gè)扭轉(zhuǎn)力和一個(gè)固定的軸向力，鉆頭以螺旋線形向前運(yùn)動(dòng)，并破碎巖石。三、旋轉(zhuǎn)沖擊式鑿巖過程向鉆頭施加一個(gè)扭轉(zhuǎn)力和一個(gè)間歇的軸向力，使鉆頭與巖石表面成一定的傾角向巖石內(nèi)鉆進(jìn)。第二節(jié) 鉆孔機(jī)械種類一、根據(jù)破碎巖石的過程不同，可將鉆孔機(jī)械分為：1、旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)：如多刃切削鉆頭鉆機(jī)、金剛石鉆頭機(jī)等，主要用于在中等硬度以外的巖石或煤礦中鉆孔。2、沖擊旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)：如鑿巖機(jī)、潛孔鉆機(jī)、鋼繩沖擊式鉆機(jī)等，主要用于在

6、中等硬度以上的巖石中鉆孔。3、旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆機(jī)：如牙輪鉆機(jī)，主要用于在中等硬度以上的巖石中鉆孔。二、根據(jù)鉆機(jī)使用場(chǎng)地不同，又可分為井下鉆機(jī)和露天鉆機(jī)。三、根據(jù)鉆孔深度不同，可分為深孔鉆機(jī)和淺孔鉆機(jī)。此外，還機(jī)械鑿巖、熱力剝落鑿巖、熔融氣化鑿巖和化學(xué)鑿巖等。第二章 鑿巖機(jī)及鑿巖工具第一節(jié) 鑿巖機(jī)械鑿巖機(jī)械分為鑿巖機(jī)和鉆機(jī)兩類，鉆機(jī)又有露天鉆機(jī)和井下鉆機(jī)之分。鑿巖機(jī)是用于在中硬以上的巖石中，鉆鑿直徑為20100毫米、深度在20米以內(nèi)炮孔的機(jī)械，按其動(dòng)力不同可分為風(fēng)動(dòng)、內(nèi)燃、液壓和電力鑿巖機(jī)一、鑿巖機(jī)的工作原理：各種鑿巖機(jī)的動(dòng)作原理都是沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)式。即利用壓差作用迫使活塞在缸體內(nèi)用作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并沖擊

7、釬尾。如圖所示。二、鑿巖機(jī)的分類及各類鑿巖機(jī)的工作原理、使用條件按照沖擊釬尾和轉(zhuǎn)動(dòng)釬頭所用的驅(qū)動(dòng)力不同，劃分有風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)、內(nèi)燃、液壓等類型鑿巖機(jī)。1、氣動(dòng)鑿巖機(jī)：以壓縮空氣為驅(qū)動(dòng)力。使用廣泛。 種類：手持式鑿巖機(jī)（Y-3、Y-26）、氣腿式鑿巖機(jī)（YT-24、7655、YT-26、YT-28、YTP-26型）、伸縮式（上向式）鑿巖機(jī)（YSP-45、01-45型）、導(dǎo)軌式（柱架式）鑿巖機(jī)（YG-40、YG-65、YG80、YGZ-90型）。如圖所示。 主要組成機(jī)構(gòu)及工作原理： 沖擊配氣機(jī)構(gòu)：由配氣機(jī)構(gòu)、氣缸、活塞和氣路等組成，其作用是將壓縮空氣依次輸送到氣缸的后腔和前腔中，推動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從

8、而獲得活塞對(duì)釬尾的連續(xù)沖擊動(dòng)作。如圖所示。 轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)：常用的轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)有內(nèi)回轉(zhuǎn)和外回轉(zhuǎn)兩大類。內(nèi)回轉(zhuǎn)式是當(dāng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，借助棘輪機(jī)構(gòu)使釬桿作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。外回轉(zhuǎn)式是由獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)釬桿作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 排粉系統(tǒng)：排粉方式有鑿巖時(shí)注水沖洗加吹風(fēng)和停止沖擊強(qiáng)力吹掃兩種。其作用是將鑿巖過程中產(chǎn)生的巖粉及時(shí)排出孔外。 鑿巖機(jī)的支承及推進(jìn)機(jī)構(gòu)：以氣腿為主。如圖所示。其作用一是支承鑿巖機(jī)重量；二是克服鑿巖機(jī)工作時(shí)的后座力，使活塞沖擊釬尾時(shí)釬刃能抵住孔底，以提高鑿巖效率。 操作機(jī)構(gòu)：由操縱手柄組成（控制鑿巖操縱閥、氣腿的調(diào)壓閥及換向閥），如圖所示。調(diào)壓閥：用于無極地調(diào)節(jié)氣腿的軸推力，以適應(yīng)鑿巖機(jī)各種不同

9、條件下作業(yè)時(shí)對(duì)軸推力的要求。換向閥：用于改變調(diào)壓閥內(nèi)腔進(jìn)氣方向，從而使氣腿伸縮。潤(rùn)滑系統(tǒng)：一般都在進(jìn)氣管路上連接一個(gè)自動(dòng)注油器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)潤(rùn)滑。2、液壓鑿巖機(jī)：以高壓油為驅(qū)動(dòng)力，由沖擊器和轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)組成。如圖所示。沖擊器采用活塞雙腔回油，滑閥配油的工作原理；轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)采用擺線液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，一極齒輪減速后帶動(dòng)釬桿回轉(zhuǎn)。如圖所示。3、電動(dòng)鑿巖機(jī)：以電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為驅(qū)動(dòng)力。 分類：離心沖擊錘式和曲柄連桿活塞式。 結(jié)構(gòu)及工作原理： 離心沖擊錘式鑿巖機(jī)：如圖所示。 曲柄連桿活塞式鑿巖機(jī)：如圖所示。4、內(nèi)燃鑿巖機(jī)：以小功率內(nèi)燃機(jī)為驅(qū)動(dòng)力。如圖所示。三、各類鑿巖機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)及其技術(shù)特征1、液壓鑿巖機(jī)： 優(yōu)點(diǎn)： 動(dòng)

10、力消耗少，能量利率高； 鑿巖機(jī)性能和鑿巖速度較高； 潤(rùn)滑條件好，零部件壽命高； 可一人多機(jī)操作，臺(tái)班工效高。 缺點(diǎn)： 機(jī)器零部件制造和裝配精度嚴(yán)格； 維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)和成本費(fèi)用高； 環(huán)境因素會(huì)影響其性能及鑿巖速度。 液壓鑿巖機(jī)技術(shù)特征：P32頁(yè)表2所示。、電動(dòng)鑿巖機(jī)： 優(yōu)點(diǎn)： 動(dòng)力單一； 成本低； 機(jī)械效率高。 缺點(diǎn)： 沖擊力和沖擊頻率較低； 零件易損壞。 電動(dòng)鑿巖機(jī)技術(shù)特征：P33頁(yè)表22-4所示。3、內(nèi)燃鑿巖機(jī)： 優(yōu)點(diǎn)：本身帶有動(dòng)力機(jī)械，使用靈活，適用于野外或沒有其它能源的地方作業(yè)。 內(nèi)燃鑿巖機(jī)技術(shù)特征：P35頁(yè)表22-5所示。四、選擇鑿巖機(jī)應(yīng)考慮的因素 ：以風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)為例，應(yīng)主要考慮下列因素

11、：1、作業(yè)場(chǎng)所（平地、天井、豎井和廣場(chǎng)等）；2、鉆孔的方向、孔徑和深度；3、礦巖堅(jiān)硬程度；五、影響風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖效率的主要因素：1、 鑿巖機(jī)的性能參數(shù)(沖擊功、沖擊頻率、扭矩和轉(zhuǎn)角等)；2、 鑿巖機(jī)的工作條件(巖石堅(jiān)固性、風(fēng)壓和軸推力等)；3、 鑿巖工具(釬頭直徑、結(jié)構(gòu)、形狀和釬桿長(zhǎng)度等)；第二節(jié) 鑿巖工具釬子：向巖石傳遞鑿巖機(jī)沖擊和回轉(zhuǎn)能量的工具。常用的有整體式釬子和組合式釬子兩大類。一、釬頭：一字形、十字形、字形和T字形等，如圖所示。 一字形釬頭：宜用于較軟巖石或節(jié)理不發(fā)育的半硬巖石或小直徑鉆孔。 十字形釬頭：宜用于硬巖石或大孔徑淺孔。對(duì)于大孔徑深孔，需在十字形釬頭上鑲嵌一字形超前刃，釬頭

12、尖角的大小與巖石硬度有關(guān)。二、釬桿：斷面有六角形、圓形和矩形等。釬桿在鑿巖過程中承受軸向壓應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。其中，彎曲應(yīng)力和彎曲疲勞是主要應(yīng)力和主要破斷因素，目前常用釬桿鋼為35硅錳鉬釩和55硅錳鉬兩種材料。三、釬尾：其結(jié)構(gòu)有三種，如圖所示。1、帶釬肩的六角形斷面釬尾：用于氣腿式鑿巖機(jī)。2、帶凸臺(tái)的圓形斷面釬尾：用于導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)。3、無釬肩的六角形斷面釬尾：用于伸縮式鑿巖機(jī)。四、釬頭與釬桿的連接方式：螺旋連接和錐銷連接，如圖所示。第三章 鑿巖臺(tái)車教學(xué)目標(biāo)：熟悉鑿巖機(jī)械的類型掌握風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)工作機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理熟悉各種鑿巖機(jī)械的特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合和條件熟悉與鑿巖機(jī)配套使用的鑿巖工具學(xué)時(shí)

13、分配：9學(xué)時(shí)教學(xué)重點(diǎn)：各種鑿巖機(jī)工作機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和性能特點(diǎn)及其應(yīng)用條件教學(xué)難點(diǎn)：風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)主要參數(shù)的分析與計(jì)算氣閥結(jié)構(gòu)及原理教學(xué)方法：講授多媒體第一節(jié) 鑿巖鉆車類型及其特點(diǎn)和使用條件鑿巖鉆車是將鑿巖機(jī)連同自動(dòng)推進(jìn)器一起安裝在鉆臂或鉆架上，并配以行走機(jī)構(gòu)的一種設(shè)備。它的使用，標(biāo)志著采掘機(jī)械化程度的提高。一 鑿巖鉆車種類1、按其用途分為：平巷掘進(jìn)鉆車、采礦鉆車、錨桿鉆車和露天開采鑿巖鉆車。2、按其行走機(jī)械分為：軌輪式、輪胎式和履帶式。3、按其架設(shè)鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)分為：?jiǎn)螜C(jī)鉆車、雙機(jī)鉆車和多機(jī)鉆車。 各類鑿巖鉆車的主要特點(diǎn)及其適用性如下：露天鉆車的主要特點(diǎn)：多為單機(jī)，輪胎或履帶式行走機(jī)構(gòu)。適用于中

14、小型露天采礦場(chǎng)、土建工程等作業(yè)場(chǎng)所。掘進(jìn)鉆車的主要特點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)、雙機(jī)和多機(jī)都有，軌輪、輪胎和履帶式行走機(jī)構(gòu)。適用于平巷掘進(jìn)、遂道、涵洞和地下工程等作業(yè)場(chǎng)所。采礦鉆車的主要特點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)或雙機(jī)，多為輪胎式行走機(jī)構(gòu)。適用于采礦場(chǎng)、大型硐室等作業(yè)場(chǎng)所。錨桿鉆車的主要特點(diǎn)：為單機(jī)，輪胎式行走機(jī)構(gòu)。適用于鉆錨桿孔和安裝錨桿用。第二節(jié) 鑿巖鉆車的基本原理一、平巷掘進(jìn)鑿巖鉆車1 鑿巖鉆車應(yīng)具備的運(yùn)動(dòng)條件：鑿巖機(jī)能在全斷面內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，即按炮眼布置的要求確定孔位。 鑿巖機(jī)沿炮孔軸線前進(jìn)或后退，即鑿巖機(jī)的推進(jìn)運(yùn)動(dòng)。推進(jìn)器與工作面成任意角度，以便鉆鑿一定角度的炮眼。推進(jìn)器的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。每一鑿巖循環(huán)應(yīng)將鑿巖臺(tái)車撤離或送進(jìn)工作

15、面，即臺(tái)車的行走運(yùn)動(dòng)。2、鑿巖鉆車的組車及工作原理為了完成上述運(yùn)動(dòng)，鑿巖鉆車的主要組成部分應(yīng)包括：鑿巖機(jī)及其推進(jìn)器、支臂及其變幅機(jī)構(gòu)、車架及其行走機(jī)構(gòu)、供水及液壓操縱系統(tǒng)等。工作原理：3、鉆車的選擇在選擇鉆車時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)備的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理性和先進(jìn)性。（1）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括設(shè)備的投資、能源消耗、材料消耗、設(shè)備維修及管理、設(shè)備折舊等費(fèi)用。（2）技術(shù)指標(biāo)包括設(shè)備的先進(jìn)性和對(duì)鑿巖爆破工藝要求的適應(yīng)性，具體包括：鑿巖速度快，工作穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作和維修；滿足各種鑿巖爆破工藝對(duì)鉆孔布置和深度的要求，以及巷道斷面尺寸和運(yùn)輸方式等方面的要求。（3）鑿巖鉆車的生產(chǎn)率：每班生產(chǎn)按下式計(jì)算： L=KVT

16、n102式中，n鑿巖鉆車上同時(shí)工作的鑿巖機(jī)數(shù)， T每班純工作時(shí)間 V技術(shù)鉆進(jìn)速度 K鑿巖機(jī)的時(shí)間處用系數(shù)，可查表確定。4、鑿巖機(jī)類型及臺(tái)數(shù)的確定一般地，首先選定鑿巖機(jī)類型，再據(jù)此選定鉆臂數(shù)和推進(jìn)器類型。多數(shù)鑿巖鉆車都是配套設(shè)計(jì)和制造的。比如CGJ2型鉆車使用7655型鑿巖機(jī)，CGJ2Y型鉆車使用YYG801型液壓鑿巖機(jī)等。鑿巖鉆車上可安裝鑿巖機(jī)的臺(tái)數(shù)n，主要根據(jù)工作面尺寸和所需鉆孔總深度確定。即： n= 100L / KKVT =100Zh / KVT式中，L所需鉆孔的總深度，L=Zh。Z所需鉆孔數(shù)。h每班所鉆孔的平均深度。二、采礦鑿巖鉆車在采用無底柱分段崩落采礦法的某些金屬礦山中，使用CTC

17、700T和CTC214型采場(chǎng)鉆車鉆鑿中深孔。對(duì)于薄礦脈、小巷道的金屬礦山，使用CTC140和SGC1B型采場(chǎng)鉆車鉆鑿淺孔。1、CTC214 型采礦鑿巖鉆車的結(jié)構(gòu)和工作原理：如圖所示2、CTC700型采礦鑿巖鉆車的結(jié)構(gòu)和工作原理：如圖所示3、國(guó)產(chǎn)采礦鑿巖鉆車技術(shù)特征：P55頁(yè)表3-4所示。三、鑿巖鉆車發(fā)展近況1、自動(dòng)化鑿巖：在鉆車上安裝有自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單孔循環(huán)自動(dòng)化，如芬蘭的KS50A型和瑞典的BOOm131-05型鉆車。2、坐標(biāo)鑿巖：每組炮眼都按標(biāo)準(zhǔn)炮眼布置圖鉆鑿。如法國(guó)Pantofore型鉆車。3、程序鑿巖：鑿巖程序控制是由電子操縱盤來完成。如法國(guó)Secoma270型鉆車。4、一機(jī)多用，

18、鑿裝聯(lián)合：如法國(guó)256型、美國(guó)Cardner、Denvev型鉆車。第四章 潛孔鉆機(jī)第一節(jié) 概 述一、潛孔鉆機(jī)的應(yīng)用在鉆孔機(jī)械應(yīng)用中，氣腿式鑿巖機(jī)只能鉆鑿小孔徑、中淺炮孔；重型導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)經(jīng)接桿也能鉆鑿較深的炮孔，但能量消耗大，鉆進(jìn)速度慢。而潛孔鉆機(jī)的特點(diǎn)是活塞打擊釬桿時(shí)的能量損失不隨鉆孔的延伸而加大，因此，它適合于鉆鑿大孔徑、深度大的炮孔。潛孔鉆機(jī)是利用潛入孔底的沖擊器與鉆頭對(duì)巖石進(jìn)行沖擊破碎，因此，稱為潛孔鉆機(jī)。廣泛用于金屬礦山、水電、交通、建材、港灣和國(guó)防工程中。二、潛孔鉆機(jī)的分類1、根據(jù)使用地點(diǎn)不同，分為井下潛孔鉆機(jī)和露天潛孔鉆機(jī)兩大類。如：井下潛孔鉆機(jī)有K780、KQJ100型，露天潛

19、孔鉆機(jī)有KQ100、KQ150、KQ200、KQ250型，如圖所示。2、根據(jù)孔徑不同，分為輕型潛孔鉆機(jī)（孔徑為80100mm，機(jī)重為數(shù)百公斤到23噸）、中型潛孔鉆機(jī)（孔徑為150mm，機(jī)重為1015噸）、重型潛孔鉆機(jī)（孔徑為200mm，機(jī)重為2535噸），特重型潛孔鉆機(jī)（孔徑為250mm，機(jī)重為4045噸）。三、潛孔鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理1、井下潛孔鉆機(jī)：如圖所示。由沖擊機(jī)構(gòu)5、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、推壓機(jī)構(gòu)3、升降機(jī)構(gòu)2、操縱機(jī)構(gòu)6及支承機(jī)構(gòu)4等部分組成。2、露天潛孔鉆機(jī)：如圖所示，以KQ200型露天潛孔鉆機(jī)為例，由鉆架與機(jī)架回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)、推進(jìn)提升機(jī)構(gòu)與調(diào)壓裝置、接送鉆桿機(jī)構(gòu)、起落鉆架機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)

20、、除塵系統(tǒng)及操縱室等部分組成。潛孔鉆機(jī)的工作原理與其它鑿巖機(jī)一樣，都有沖擊、轉(zhuǎn)動(dòng)、排碴和推進(jìn)等鑿巖成孔過程，同屬于沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)式鉆孔。不同之處在于：潛孔鉆機(jī)的沖擊器裝在鉆桿的前端，潛入孔底，隨鉆孔的延伸而不斷推進(jìn)。潛孔鑿巖原理簡(jiǎn)圖如圖所示。四、潛孔鉆機(jī)的特點(diǎn)與其它鑿巖機(jī)相比，它具有如下特點(diǎn)：沖擊能量損失不隨釬桿的加長(zhǎng)而增加，可鑿鉆大孔直徑的深孔；工作面噪音大大降低；鉆進(jìn)速度快，機(jī)械化程度高，輔助作業(yè)時(shí)間少，提高了鉆機(jī)的作業(yè)率；機(jī)動(dòng)靈活；鉆孔質(zhì)量高；能鉆鑿中硬或中硬以上（f8）的巖石。第二節(jié) 鉆具潛孔鉆機(jī)的鉆具包括鉆桿、沖擊器和鉆頭。鉆桿的兩端有連接螺紋，一端與回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，另一端聯(lián)接沖擊器。

21、沖擊器的前端安裝鉆頭。潛孔鉆機(jī)的鉆孔過程：鉆孔時(shí)，回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)并向中空鉆桿供給壓氣，沖擊鉆頭進(jìn)行鑿巖，壓氣將巖碴（粉）排出孔外，推進(jìn)機(jī)構(gòu)將回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)和鉆具不斷向前推進(jìn)。一、鉆桿鉆桿的作用：是把沖擊器送到孔底，傳遞扭矩和軸壓力，并通過其中心孔向沖擊器輸送壓氣和水。鉆桿的材料：因鉆桿受到復(fù)雜載荷作用和磨蝕作用，要求鉆桿有足夠的強(qiáng)度、剛度和沖擊性，鉆桿采用中空厚壁無縫鋼管與兩端按焊接而成。如圖所示。二、沖擊器沖擊器的作用：是通過活塞的運(yùn)動(dòng)把壓氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠扑閹r石的機(jī)械能，并實(shí)現(xiàn)孔底排碴和處理夾鉆。沖擊器的結(jié)構(gòu)：如圖所示沖擊器的性能分析：沖擊器的沖擊功、沖擊頻率和耗氣量是表征沖擊器性

22、能優(yōu)劣的主要參數(shù)。沖擊器的沖擊功越大，鉆孔速度越高。但沖擊功的增加量有一定限度的。因?yàn)?，一方面受到鉆頭硬質(zhì)合金柱強(qiáng)度的限制；另一方面，在鉆頭直徑一定的情況下，單位功耗是不同的，且差別很大。影響單位功耗最優(yōu)的因素：所破碎的巖石硬度。活塞沖擊速度。對(duì)于堅(jiān)硬的巖石，最優(yōu)沖擊速度為57.5m/s，若過低，則鉆孔速度低，單位功耗增加；若過高，則不僅會(huì)增加單位功耗，而且會(huì)引起活塞和鉆頭的疲勞破壞。因此，在沖擊功、沖擊頻率和活塞重量相同的情況下，細(xì)長(zhǎng)活塞有利于減緩活塞和鉆頭的疲勞破壞，破壞巖石的效果好，單位功耗小。所以，沖擊器宜采用棒錘形細(xì)長(zhǎng)活塞結(jié)構(gòu)。沖擊功越大，沖擊頻率越高，沖擊功率就越大，但沖擊功率大，

23、鉆孔效率不一定高，因此，沖擊器多屬于大沖擊功、低沖擊頻率類型的沖擊器。三、鉆頭鉆頭是傳遞沖擊能量，直接破碎巖石的工具。1、鉆頭技術(shù)要求：鑿巖效率、鉆孔速度及鉆頭壽命，主要取決于鉆頭的結(jié)構(gòu)型式及材質(zhì)狀況。從受力情況看，鉆頭承受很大的動(dòng)載荷和磨擦作用，因此，要求鉆頭有較高的表面硬度，較好的耐磨性和足夠的沖擊性。從結(jié)構(gòu)上看，應(yīng)有利于壓氣進(jìn)入孔底以冷卻鉆頭和排除巖碴。從能量傳遞上看，鉆頭重量與活塞重量之比應(yīng)盡可能接近于1，以提高沖擊能量的傳遞效率?；钊亓繉?duì)沖擊功、沖擊速度和碰撞能量傳遞狀態(tài)都有很大影響。在同樣的沖擊末速度條件下，活塞重量大大，則沖擊功大，沖擊次數(shù)少，而碰撞反彈現(xiàn)象變化不明顯，破巖效果

24、是理想的，但活塞重量過大，勢(shì)必將活塞尺寸加長(zhǎng)，使其有效行程相應(yīng)變小，因而沖擊能量相對(duì)降低。如圖所示。2、鉆頭類型及結(jié)構(gòu)分析按其結(jié)構(gòu)，可分為整體式與分體式兩種。整體式鉆頭具有便于加工和使用、能量傳遞效率高等優(yōu)點(diǎn)，但整體鉆頭由于鉆頭工作面積硬質(zhì)合片（柱）的磨損會(huì)導(dǎo)致整體鉆頭的報(bào)廢，因此，廣泛采用分體式鉆頭。按其鉆刃形狀，可分為刃片型 、柱齒型和片柱混裝型三種。刃片型鉆頭，即是鑲焊硬度合金片的鉆頭，多在十字形和X形鉆頭使用，如圖所示。優(yōu)點(diǎn)：成孔規(guī)則，鉆刃磨鈍較慢，因鑿巖粗顆粒巖粉生長(zhǎng)率較多而使粉塵濃度下降，鉆進(jìn)速度較快等。 缺點(diǎn)：鉆刃離鉆頭回轉(zhuǎn)中心愈遠(yuǎn)時(shí)，承受負(fù)荷愈大，磨鈍及磨損也愈快，當(dāng)鉆頭側(cè)面磨

25、損后，使其呈現(xiàn)楔形，易于卡鉆；合金片各處受力不均，在橫向力作用下，合金片易受彎曲而折斷；刃片磨修次數(shù)較多。柱齒型鉆頭：是用機(jī)械的方法把一定規(guī)格的硬質(zhì)合金柱壓入到鉆頭體上的齒孔中而成。如圖所示。優(yōu)點(diǎn)：在穿孔過程中能自行修磨，使鉆頭鉆進(jìn)速度趨于穩(wěn)定；可根據(jù)受力狀況合理布置合金柱；柱齒磨損20%時(shí)，鉆頭仍然可以繼續(xù)工作；嵌裝工藝簡(jiǎn)單，一般用冷壓法嵌裝即可。柱片混裝鉆頭：鉆頭的周邊鑲焊刃片，中心凹陷處嵌裝柱齒。如圖所示。這是根據(jù)鉆頭中心破碎巖石體積小而周邊破碎巖石體積大的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造的，它能較好地解決鉆頭徑向快速磨損問題，但制造工藝較為復(fù)雜。第三節(jié) 各類潛孔鉆機(jī)的工作原理及使用條件一、井下潛孔機(jī)1、

26、鉆機(jī)工作原理：回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)：一方面提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力并把動(dòng)力傳遞到鉆具，完成鉆具鉆鑿動(dòng)作；另一方面，通過其空心軸把高壓氣水混合物送入鉆桿直達(dá)沖擊器，完成孔底吹碴動(dòng)作。推進(jìn)調(diào)壓機(jī)構(gòu)：一方面通過活塞桿往返運(yùn)動(dòng)，使回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)向前滑動(dòng)，鉆具則以一定軸壓作用于孔底，實(shí)現(xiàn)鑿巖推進(jìn)；另一方面調(diào)節(jié)氣缸進(jìn)氣壓力，實(shí)現(xiàn)在合理軸壓力下鉆孔。操縱機(jī)構(gòu)：通過操縱開關(guān)手把，操縱回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)和推進(jìn)調(diào)壓結(jié)構(gòu)完成各自動(dòng)作。鑿巖支柱：升降鉆機(jī)以適應(yīng)作業(yè)空間的高度和鉆鑿不同方向的鉆孔。行走機(jī)構(gòu)：2、鉆機(jī)使用條件：井下潛孔鉆機(jī)技術(shù)特征如P67頁(yè)表4-3所示。二、露天潛孔鉆機(jī)1、鉆機(jī)工作原理：鉆架與機(jī)架：機(jī)架通過橫梁座落在履帶上，鉆架通過

27、鉸接方式與機(jī)架連接并繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)各種孔向。鉆架上安裝有回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)、推進(jìn)提升機(jī)構(gòu)、鉆具、接送桿機(jī)構(gòu)。機(jī)架上則布置有操作機(jī)棚、除塵系統(tǒng)、司機(jī)室等?；剞D(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)和高沖擊器供給壓氣。推進(jìn)提升機(jī)構(gòu)與調(diào)壓裝置。如圖所示。推進(jìn)鉆具，保證鉆頭工作時(shí)始終與孔底接觸，并實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)和鉆具的快速升降，調(diào)壓裝置是保證鉆具時(shí)孔底施以合理的軸壓力，以獲得最優(yōu)的鉆孔效率。接送鉆桿機(jī)構(gòu)：露天潛孔機(jī)多用主、副兩根鉆桿。鉆桿的接卸和存放由接送鉆桿機(jī)構(gòu)完成。如圖所示。走行機(jī)構(gòu)：一般用履帶行走機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離行走和移位。 除塵系統(tǒng)：將鉆孔排出的塵氣混合物進(jìn)行塵氣分離，以保證作業(yè)點(diǎn)空氣中的粉塵濃度達(dá)標(biāo)。又分

28、為干式和濕式兩種。 干式除塵是直接對(duì)塵氣混合物進(jìn)行分離和捕集。不需用水，但除塵效果較差，設(shè)備復(fù)雜龐大。 濕式除塵是利用風(fēng)、水混合進(jìn)行鑿巖，水在孔底濕潤(rùn)粉塵，使之成為濕的巖粉球團(tuán)或巖漿排出孔外。除塵效果好，設(shè)備簡(jiǎn)單，消除二次塵源，但鑿巖效率相對(duì)較低。如圖所示。三、邊坡預(yù)裂潛孔鉆機(jī)沿邊坡鉆鑿一排較密的平行斜孔，進(jìn)行預(yù)裂光面爆破，形成由排孔控制的平整巖面，減少邊坡表面的破壞。這是控制邊坡的有效方法之一。邊坡預(yù)裂潛鉆孔機(jī)，鉆孔直徑為80120mm，機(jī)重小于10t，可在多方位上鉆鑿多角度的鉆孔，適用于各種露天工程鉆鑿邊坡預(yù)裂孔、水平或階梯式爆破深孔。機(jī)型有KQ0-80型、CLQ15型、SQ100J型等。

29、四、潛孔鉆機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)第五章 牙輪鉆機(jī)牙輪鉆機(jī)是在旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的新型鉆孔設(shè)備。與其它旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的最主要區(qū)別在于鉆頭不同。一、牙輪鉆頭1牙輪鉆頭的類型按牙輪的數(shù)目，可分為單牙輪鉆頭、雙牙輪鉆頭、三牙輪鉆頭、四牙輪鉆頭和多牙輪鉆頭等。目前，應(yīng)用最多的為三牙輪鉆頭。按牙輪上刃齒的形式，可分為銑齒鉆頭和柱（球）齒鉆頭兩種，前者是用銑刀在輪錐體上銑出的牙齒，形狀多為楔形，如圖所示。后者是鑲嵌在牙輪上的硬質(zhì)合金柱。目前，多用后者代替前者。按排碴時(shí)吹風(fēng)方式的不同，分為中心吹風(fēng)排碴式和旁側(cè)吹風(fēng)排碴式鉆頭，如圖所示。2工作原理牙輪機(jī)工作時(shí)，通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)給牙輪鉆頭施以回轉(zhuǎn)扭力矩和軸壓力。

30、當(dāng)鉆頭回轉(zhuǎn)帶動(dòng)牙輪滾動(dòng)時(shí)，在軸壓的靜載荷及牙輪滾動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷作用下，牙輪上的刃齒以鑿碎、壓入、剪切、刮削等形式破碎巖石。如圖所示3三牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)三牙輪鉆頭是一種三牙輪中心排碴式鉆頭，主要部件是牙爪、牙輪和軸承，如圖所示。二、牙輪鉆機(jī)1 組成部分由鉆具、鉆架與機(jī)架、回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)、加壓提升機(jī)構(gòu)、接卸存放鉆桿機(jī)構(gòu)、起降鉆架機(jī)構(gòu)、穩(wěn)車千斤頂、行走機(jī)構(gòu)、除塵系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)等組成。如圖所示。2工作原理3使用條件國(guó)產(chǎn)牙輪鉆機(jī)技術(shù)特征如P91頁(yè)表5-1所示。與其他類型的鉆孔設(shè)備比較，它具有鉆孔效率高、成本低、安全可靠和使用范圍廣等特點(diǎn)。三、牙輪機(jī)的選型牙輪鉆機(jī)在鉆孔過程中，施加在鉆頭上的軸壓、轉(zhuǎn)速和排碴

31、風(fēng)量是保證鉆機(jī)有效穿孔的主要工作參數(shù)。1 軸壓力對(duì)穿孔速度和鉆頭壽命的影響施加于鉆頭上的軸壓力應(yīng)有一個(gè)合理值，合理值取決于巖石堅(jiān)固性質(zhì)系數(shù)（f）、鉆頭直徑和鉆頭質(zhì)量。如圖所示。I 區(qū)為表面破碎區(qū)：軸壓力小于巖石極限抗壓強(qiáng)度，依靠表面磨損破碎巖石，因此，鑿巖速度低，破碎速度與壓力成直線關(guān)系。II 區(qū)為疲勞破碎區(qū)：軸壓力增大但仍小于巖石極限抗壓強(qiáng)度，破碎速度比軸壓增加的快。III 區(qū)為體積破碎區(qū)：軸壓力大于巖石極限抗壓強(qiáng)度，巖石當(dāng)即崩碎，破碎巖石的效率高，破碎速度與軸壓成直線關(guān)系。軸壓力合理值與鉆頭直徑、巖石堅(jiān)固性的關(guān)系見表所示。2 回轉(zhuǎn)速度對(duì)穿孔速度和鉆頭壽命的影響一般地，穿孔速度隨鉆具轉(zhuǎn)速成正

32、比關(guān)系，但轉(zhuǎn)速過大不僅會(huì)使孔底排碴困難、鉆頭磨損加快，而且還會(huì)使鉆機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)，影響鉆機(jī)和鉆頭的壽命，如圖所示。 3 排碴風(fēng)量對(duì)穿孔速度和鉆頭壽命的影響增大風(fēng)量可有效地吹洗孔底巖碴，改善牙輪齒的破碎巖石條件，同時(shí)，還能減少鉆頭的磨損，更好地冷卻軸承，延長(zhǎng)鉆頭壽命；它還可以減少孔底殘碴，增加有效孔深，減少超鉆深度。 小結(jié)最合理的軸壓力值應(yīng)能夠使巖石形成體積破碎。若要獲得較高的穿孔效率，應(yīng)選取合理的鉆具轉(zhuǎn)速。增大排碴風(fēng)量對(duì)穿孔速度和鉆頭壽命都有利。第六章 裝載機(jī)械第一節(jié) 鏟斗式裝載機(jī)鏟斗式裝載機(jī)的鏟斗裝于裝載機(jī)的前端，依靠裝載機(jī)的行走系統(tǒng)使鏟斗插入巖堆，借助于提升機(jī)構(gòu)提升鏟斗實(shí)現(xiàn)裝卸動(dòng)作。一、前

33、端式裝載機(jī)前端式裝載機(jī)是以鏟斗在裝載機(jī)前端進(jìn)行鏟裝和向前卸載的裝載機(jī)，如圖所示。鏟運(yùn)機(jī)是車身較低、鉸接轉(zhuǎn)向、輪胎行走的前端式裝載機(jī)。井下用前端式裝載機(jī)與地面前端式裝械機(jī)結(jié)構(gòu)相似。但井下前端式裝載機(jī)有以下特點(diǎn)，如圖的示。車身低矮，寬度較窄而長(zhǎng)度較長(zhǎng)，以適應(yīng)井下作業(yè)空間狹窄的環(huán)境；經(jīng)常處于雙向行駛狀態(tài)，司機(jī)操縱利用側(cè)坐或雙向駕駛的布置。動(dòng)臂較短，卸載高度和卸載距離較小。柴油機(jī)要采取消煙和凈化措施。廢氣主要成分氮氧化合物、碳?xì)浜衔?、碳氧化金物及油煙等，廢氣凈化可采取選用優(yōu)質(zhì)燃料、選用燃燒完全的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)行機(jī)外凈化處理和加強(qiáng)通風(fēng)等措施。零部件材料選擇及制造工藝應(yīng)考慮防潮防腐蝕。二、裝運(yùn)機(jī)裝運(yùn)機(jī)本身帶有

34、儲(chǔ)料倉(cāng)、輪胎行走、鏟斗式裝載的裝運(yùn)卸聯(lián)合設(shè)備。裝運(yùn)機(jī)利用鏟斗多次鏟裝、翻卸而裝滿儲(chǔ)料倉(cāng)來完成整機(jī)的裝載工作，其驅(qū)動(dòng)方式有氣動(dòng)和柴油內(nèi)燃驅(qū)動(dòng)兩種。裝運(yùn)機(jī)卸料方式有料倉(cāng)傾翻式、底卸式和推出式。多用于井下采場(chǎng)工作面的礦石運(yùn)搬，將礦石卸入溜井。國(guó)產(chǎn)裝運(yùn)機(jī)的技術(shù)特征見149頁(yè)表6-5所示。我國(guó)生產(chǎn)的ZYQ12和ZYQ14型氣動(dòng)裝運(yùn)機(jī)，特別適合于井下小型礦的使用，其結(jié)構(gòu)如圖所示。裝運(yùn)機(jī)選型：三、裝巖機(jī)裝巖機(jī)是直接卸載的裝載機(jī)。1 特點(diǎn)及適用范圍裝巖機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、適應(yīng)性強(qiáng)、工作可靠和能在彎曲道內(nèi)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，井下礦山使用廣泛。機(jī)型有Z-17、ZQ-26、ZCD-4、H600等型電動(dòng)或氣動(dòng)裝巖機(jī)。其中Z

35、-17、ZQ-26型裝巖機(jī)是用于井下掘進(jìn)或采場(chǎng)裝載的輕型裝巖機(jī)，所裝礦石塊度可達(dá)500mm。2結(jié)構(gòu)及工作原理如圖所示行走部分：由行走機(jī)構(gòu)、行走減速箱體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和輪軸等部分組成。其中，減速箱體是行走部分的底架，又是機(jī)器的機(jī)體，其前、后都有一個(gè)緩沖器，前端緩沖器的前板安裝鏟斗，使機(jī)體承受插入力，后端緩沖器用以拖掛礦車，減速箱體上板安裝回轉(zhuǎn)部分?；剞D(zhuǎn)部分：由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)和穩(wěn)繩裝置組成。作用是使上部回轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)左右轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，以便鏟裝巷道兩側(cè)的巖石，擴(kuò)大裝巖范圍；同時(shí)，將所裝的礦巖卸于裝巖機(jī)后面的礦車中。提升機(jī)構(gòu)：由提升電機(jī)、減速箱、提升卷筒和鏈條等組成。其作用是提升工作機(jī)構(gòu)。工作機(jī)構(gòu)：

36、是裝巖機(jī)用以直接完成裝卸工作的機(jī)構(gòu)。3裝巖機(jī)的技術(shù)特征：見155頁(yè)表6-6所示。三、帶轉(zhuǎn)載設(shè)備的鏟斗式裝載機(jī)它是在工作機(jī)構(gòu)后面安裝有轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)，作業(yè)時(shí)，巖石經(jīng)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)載到后面的礦車?yán)铩Ｄ壳?，主要機(jī)型有ZCY-30、ZCY-60及YJG-30型。主要用于礦山水平巷道掘進(jìn)及鐵道、水電水平隧道掘進(jìn)工作中裝載巖石。由鏟斗及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)、可繞縱軸線回轉(zhuǎn)的機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)及油泵站等組成。如圖所示。技術(shù)特征：159頁(yè)表6-7所示。第二節(jié) 耙式裝載機(jī)一、耙式裝載機(jī)的應(yīng)有和特點(diǎn)1 耙式裝載機(jī)的應(yīng)用耙式裝載機(jī)分為：蟹爪式裝載機(jī)（LB-150型、ZXZ-60型）、立爪式裝載機(jī)（ZL-100型）、頂耙式裝載機(jī)（

37、ZYP-60型）、雙工作機(jī)構(gòu)的耙式裝卸機(jī)（Z-180型），此類設(shè)備用于礦山、鐵路、水電等隧道工程中的出碴作業(yè)以及車站、碼頭、倉(cāng)庫(kù)、貯物場(chǎng)的松散塊狀物料的裝卸作業(yè)。2 耙式裝載機(jī)的特點(diǎn)它的主要特點(diǎn)在于工作機(jī)構(gòu)的裝載方式上。裝載時(shí)，耙爪插入巖堆的阻力較小。耙取物料的工作頭是從巖堆的頂部或側(cè)面插入巖堆。具有較高的生產(chǎn)能力。裝巖動(dòng)作是連續(xù)或半連續(xù)的，并且自身帶有轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)構(gòu)。卸載范圍較大。耙式裝載機(jī)在機(jī)頭和機(jī)尾兩端，根據(jù)作業(yè)要求，可實(shí)現(xiàn)在垂直方向上作升降運(yùn)動(dòng)以及隨機(jī)身作水平擺動(dòng)。運(yùn)距限制對(duì)生產(chǎn)能力影響較小。耙式裝載機(jī)的技術(shù)特征：175頁(yè)表7-1所示。二、各類耙式裝載機(jī)的組成和工作原理1、蟹爪式裝載機(jī)又

38、名雙臂式裝載機(jī)。由機(jī)頭部、轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)、履帶行走裝置和液壓傳動(dòng)裝置等組成。如圖所示。裝載機(jī)工作時(shí)向巖堆緩速推進(jìn)，承載板的前緣徐徐插入巖堆，落在承載板上的物料被蟹爪送到運(yùn)輸機(jī)的受料口，并經(jīng)由刮板運(yùn)輸機(jī)卸入停在機(jī)器后部的運(yùn)輸設(shè)備中,屬于連續(xù)取料設(shè)備。2、立爪式裝載機(jī)立爪式裝載機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：如圖所示。 優(yōu)點(diǎn)：插入、耙取物料的阻力小，功率消耗少，生產(chǎn)率高。裝載和耙取范圍大，作業(yè)靈活，操作方便。兩個(gè)立爪分別驅(qū)動(dòng)，可交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，又可同步運(yùn)動(dòng)，有利于清理和耙裝較大的巖塊。各個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用液壓系統(tǒng)，即使超負(fù)荷，也能保護(hù)各部分機(jī)構(gòu)不受損壞?？捎糜谇謇砉ぷ髅婧屯跍?。3、耙斗式裝載機(jī)由耙礦絞車、鋼繩、耙斗、滑輪、臺(tái)車、集

39、料板、轉(zhuǎn)載槽及操縱裝置等組成，如圖所示。工作原理：耙礦絞車和轉(zhuǎn)載槽均安裝在可移動(dòng)的臺(tái)車上，耙礦絞車上的滾筒絞繞鋼繩，經(jīng)滑輪牽引耙斗往返運(yùn)動(dòng)，巖石被耙斗耙運(yùn)至轉(zhuǎn)載槽后部卸入礦車。目前，我國(guó)制造的耙斗式裝載機(jī)技術(shù)特征：181頁(yè)表7-2所示。此類設(shè)備主要用于平巷或斜井（傾角小于30）掘進(jìn)、凈高大于2m，凈斷面在5m2以上的巷道中，裝巖塊度為300mm左右。第三節(jié) 抓巖機(jī)主要用于豎井掘進(jìn)出碴。目前使用較多的是多個(gè)抓片式、壓氣為動(dòng)力的抓巖機(jī)。按結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式分為長(zhǎng)繩懸吊式、環(huán)形軌道式、中心回轉(zhuǎn)式和靠壁式等。一靠壁式抓巖機(jī)：如圖所示，由氣動(dòng)抓斗、提升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等分組成。抓巖機(jī)用鋼繩吊于井口的

40、穩(wěn)車上，其機(jī)架掛在井壁的錨桿上，以液壓支撐裝置緊緊撐持在井壁上。工作時(shí)以壓氣為動(dòng)力開閉抓斗，以液壓實(shí)現(xiàn)抓斗的升降、動(dòng)臂的變幅和回轉(zhuǎn)動(dòng)作，保證抓取井筒內(nèi)任意位置的巖塊。其技術(shù)特征：185頁(yè)表8-1所示。二中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)：如圖所示抓斗圍繞井筒中心作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和沿井筒直徑方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使抓斗能抓取井筒任意地點(diǎn)的巖塊。又分為環(huán)形回轉(zhuǎn)式和懸臂回轉(zhuǎn)式兩類。第四節(jié) 單斗挖掘機(jī)一 單斗挖掘機(jī)的應(yīng)用為露天礦開采用的主要設(shè)備之一，可用來完成表土的剝離、堆棄、轉(zhuǎn)載以及礦石的采掘和裝運(yùn)等工作。目前，使用較多的單斗挖掘機(jī)的斗容有2m3、4m3、10m3和1015m3等。為了使生產(chǎn)能力合理，在單斗挖掘機(jī)工作時(shí)，必須

41、使挖掘機(jī)的斗容與運(yùn)輸設(shè)備的容積合理配套。1m3挖掘機(jī)與4-8T自卸卡車配套使用，適用于裝備年產(chǎn)量30萬噸以下的礦山； 2m3挖掘機(jī)與812T自卸卡車配套使用，適用于裝備年產(chǎn)量30100萬噸的礦山； 4m3挖掘機(jī)與20T，32T或60T鐵軌自翻車配套，適用于裝備年產(chǎn)量100500萬噸的礦山；812 m3挖掘機(jī)與100T自卸卡車或60T鐵軌自翻車。適用于裝備年產(chǎn)量1000萬噸的礦山；二 單斗挖掘機(jī)工作裝置的主要類型：如圖所示。三 單斗挖掘機(jī)的選型 單斗挖掘機(jī)的選型技術(shù)特征192頁(yè)表9-1所示。四 單斗挖掘機(jī)的分類 常以轉(zhuǎn)動(dòng)方式劃分為機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和混合傳動(dòng)三大類。 機(jī)械式單斗挖掘機(jī)：由鏟頭動(dòng)臂

42、、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、履帶行走機(jī)構(gòu)等組成，如圖所示。 液壓式單斗挖掘機(jī)：與械機(jī)式單斗挖掘機(jī)的組成部分和工作過程基本相同。它是在機(jī)構(gòu)式單斗挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高效率裝載設(shè)備。兩者的主要區(qū)別在于動(dòng)力裝置和工作裝置上的不同。液壓挖掘機(jī)是在動(dòng)力裝置與工作裝置之間采用了容積式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，直接控制各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而進(jìn)行挖掘工作。一般情況下，液壓挖掘機(jī)的工作裝置和回轉(zhuǎn)裝置必須是液壓傳動(dòng)，只是行走機(jī)構(gòu)可以是液壓傳動(dòng)，也可以是機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。與機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)相比，液壓式挖掘機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化等特點(diǎn)。第七章 礦山運(yùn)輸機(jī)械第一節(jié) 礦用車輛一、礦車的用途及分類：軌道運(yùn)輸是礦山運(yùn)輸?shù)闹饕绞街?。礦

43、車是一種軌道運(yùn)輸?shù)闹饕\(yùn)輸設(shè)備。根據(jù)礦車的用途不同，可分為：1運(yùn)礦車輛：根據(jù)車箱形式和卸載方式不同，又可分為：固定車箱、翻轉(zhuǎn)車箱式、側(cè)卸式和底卸式礦車。2運(yùn)人車輛：分為平巷人車和斜井人車。3輔助車輛：有平板車、材料車、炸藥車、水車、消防車、衛(wèi)生車、食品車和測(cè)力試驗(yàn)車等。二、礦車的基本性能參數(shù)1礦車容量：包含礦車車箱的容積和最大載重量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)。2車皮系數(shù)：用車皮系數(shù)Kc表征。即：Kc為礦車自重Go與載重G比。查表可得Kc值。3礦車容積系數(shù)Kv：Kv為礦車車箱容積V與礦車外形體積之比。4礦車的基本阻力系Kf數(shù)：Kf為礦車基本運(yùn)行阻力與礦車全重之比。三、礦車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1固定車箱式礦車：由車箱、車架、

44、輪軸、連接器和緩沖器等組成。如圖所示。此種礦車與圓形翻車機(jī)配套使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸載。2翻轉(zhuǎn)車箱式礦車：如圖所示。采用人力向兩側(cè)翻轉(zhuǎn)卸載。適用于卸載位置經(jīng)常變動(dòng)的場(chǎng)合，一般多用于廢石運(yùn)輸或小型礦山的礦石運(yùn)輸。3側(cè)卸式礦車：車箱與鉸鏈與車架連接，車箱的一側(cè)鉸接著可側(cè)向開啟的車門，另一側(cè)下部裝設(shè)一個(gè)卸載滾輪，如圖所示。卸載時(shí)，曲軌將礦車卸載滾輪抬起，在車箱傾翻的同時(shí)，側(cè)門開啟，車箱中的礦石即傾卸入溜井或礦倉(cāng)中，卸載后，滾輪沿曲軌下降，車箱復(fù)位，車門關(guān)閉。因卸載效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、移設(shè)方便等優(yōu)點(diǎn)，在礦山中應(yīng)用廣泛。但車門處易漏礦粉。4底卸式礦車：如圖所示。是一種底部開門的礦車。卸礦時(shí)，礦車通過卸載站，底板

45、后端的滾輪沿著卸載曲軌向下滾動(dòng)時(shí)，底板即因礦石和底板的自重而逐漸開啟，礦石卸入漏斗內(nèi)（溜井），卸礦后，滾輪沿由軌向上滾動(dòng)并關(guān)閉底板。當(dāng)整列礦車通過卸載站時(shí)，電機(jī)車和礦車車箱借助焊裝在它們兩側(cè)的翼板承托在特別的一組托輪上，此時(shí)，中機(jī)車停止運(yùn)轉(zhuǎn)，依靠性力和反作用力，使整列礦車?yán)^續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。待列車通過后，接通電源，電機(jī)車牽引，卸載過程完畢。卸載效率高、不易造成礦車結(jié)底，但礦車結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、卸載站開拓工程最大，因此，常在粘結(jié)性大的礦石或中大型礦山中使用。四、礦車的選擇選擇礦車時(shí)、應(yīng)綜合考慮礦山生產(chǎn)工藝流程、運(yùn)輸系統(tǒng)、礦車用途、巖（礦）石性質(zhì)及裝卸條件等因素。 礦山企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。一般地，大型企業(yè)采用

46、固定式或底卸式礦車，中小型企業(yè)，采用固定式或側(cè)卸式礦車。 礦車用途。運(yùn)輸廢石，多用翻轉(zhuǎn)車箱式礦車。 運(yùn)距。當(dāng)運(yùn)距短時(shí)，宜用側(cè)卸式礦車、但粉礦多、貴重金屬礦石、涌水量大的礦山不宜使用。 礦車的容積。一般地，礦車容積大，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。礦車容積的確定可參考表12-4。五、礦車數(shù)量的計(jì)算在選定礦車車型、確定礦車容積之后，應(yīng)進(jìn)行礦車數(shù)量的計(jì)算。1按礦車周轉(zhuǎn)率計(jì)算礦車一次周轉(zhuǎn)是指礦車從裝載點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過卸載點(diǎn)，空車又回到裝載站。礦車的因轉(zhuǎn)率指礦車在一定時(shí)間內(nèi)在整個(gè)運(yùn)輸線路能運(yùn)行的循環(huán)次數(shù)。它與裝車時(shí)間、卸礦時(shí)間、空重車運(yùn)行時(shí)間補(bǔ)助作業(yè)時(shí)間有關(guān)。礦車數(shù)量按下式計(jì)算：（輛）Z0=Ab/GXK1K2K3式中

47、，Z0所需礦車數(shù)量，Ab班運(yùn)輸量，G礦車有效載重量，K1雜用系數(shù)，取1.1，K2檢修系數(shù)，取1.15，K3備用系數(shù)，取1.1，X礦車班周轉(zhuǎn)次數(shù)。2按定點(diǎn)分布法計(jì)算是根據(jù)全礦在生產(chǎn)中礦車實(shí)際分布和運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)得出。即：在需要同時(shí)工作的各片段平面圖上，注出礦車分布情況：運(yùn)行中的列車車輛、裝載站、井底車場(chǎng)、材料庫(kù)、井筒內(nèi)及地表車場(chǎng)等處的礦車數(shù)量，然后加以考慮檢修和備用的礦車數(shù)量。Z0=ZiK2K3式中，Zi某個(gè)地點(diǎn)占用的礦車數(shù)（輛），n全礦占用礦車地點(diǎn)數(shù)目?？梢?，第二種方法比第一方法計(jì)算的礦車數(shù)量較為準(zhǔn)確。第二節(jié) 礦用電機(jī)車一、礦用電機(jī)車分類及技術(shù)特征按作業(yè)環(huán)境不同，分為露天礦用電機(jī)車（ZG系列）和

48、井下礦用電機(jī)車，（ZK系列和XK系列）。按電源種類不同，分為直流電機(jī)車和交流電機(jī)車。按供電方式不同，分為架線式電機(jī)車和蓄電池式電機(jī)車。礦用電機(jī)車技術(shù)特征：255頁(yè)表13-1所示。二、井下礦用電機(jī)車的構(gòu)造：如圖所示，由機(jī)械和電氣兩大部分組成。 1車架：車架是安裝所有機(jī)械、電氣部分的主體部件，它通過彈簧托架座落在軸箱上。車架常用較厚的鋼板焊接而成。因?yàn)檐嚰懿粌H受力復(fù)雜，而且為了增加電機(jī)車的粘著重量。2輪對(duì)：由一根車軸和兩個(gè)車輪組成，如圖所示。輪心和輪箍熱壓配合而成，并用壓力嵌在車軸上；輪對(duì)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。3軸箱：它是軸箱與車架的聯(lián)接部件，如圖所示。4彈簧托架：它是軸箱與車架之間的聯(lián)接裝置，如圖所示

49、。它是把電機(jī)車運(yùn)行時(shí)的沖擊和振動(dòng)彈性地傳給輪對(duì)。彈簧托架是由長(zhǎng)度不等的板彈簧疊起來并用鋼箍套結(jié)而成的，其底部座落在軸箱上。車架的支承成為三支點(diǎn)的靜定空間平行力系。5車軸傳動(dòng)裝置：電機(jī)車的兩車軸都是行走主動(dòng)軸，每軸教由單獨(dú)的車軸傳動(dòng)裝置傳動(dòng)，其特點(diǎn)為一級(jí)齒輪傳動(dòng)。6制動(dòng)系統(tǒng)：礦車中設(shè)有電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)系動(dòng)（制動(dòng)閘），制動(dòng)閘的操作方法有手動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)三種，無論采用何種操作方法，均必須設(shè)置手動(dòng)制動(dòng)。7撒砂裝置：如圖所示。其作電量增加車輪與鋼軌之間的粘著系數(shù)。8牽引電動(dòng)機(jī)：目前都采用直流串激電動(dòng)機(jī)，它具有機(jī)械特性軟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積和重量較小、能適應(yīng)礦山工作條件等優(yōu)點(diǎn)。三、電機(jī)車的選型應(yīng)考慮運(yùn)輸量、

50、采礦方法、裝礦點(diǎn)分布情況、運(yùn)距和車型的特殊要求等因素。如果裝礦點(diǎn)分散，溜井貯礦量小，應(yīng)選用多臺(tái)小噸位電機(jī)車；反之，應(yīng)選用大噸位電機(jī)車；專為掘進(jìn)巷道用、運(yùn)輸人員、材料和線路維修的，應(yīng)選用小噸位電機(jī)車；運(yùn)距長(zhǎng)、運(yùn)量大的平峒，應(yīng)選用大噸位電機(jī)車。若為雙機(jī)牽引時(shí)，應(yīng)選用兩臺(tái)同型號(hào)電機(jī)車。四、電機(jī)車運(yùn)輸計(jì)算原始資料：設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，運(yùn)距、線路平面圖和縱剖面圖以及電機(jī)車和礦車的規(guī)格、性能，每班需要運(yùn)人員、材料、設(shè)備列車數(shù)等。1列車運(yùn)行阻力 基本阻力：指列車沿水平的直線軌道勻速運(yùn)行時(shí)所受到的阻力。主要由軸承摩擦阻力、車輪的滾動(dòng)擦阻力、輪緣與軌道之間的滑動(dòng)摩擦阻力等構(gòu)成。W1（P+Q）g式中，W1-基本阻力，P電

51、機(jī)車自重，Q礦車組自重，列車基本阻力系數(shù)值與軸承類型、礦車容積、軌面狀態(tài)等因素有關(guān)，可查表。 坡道阻力：指列車在坡道上運(yùn)行時(shí)，由于列車重量沿傾斜方向的分力所引起的運(yùn)行阻力。W2（P+Q）gsin式中，W2坡道阻力，坡道與水平面的夾角，正號(hào)表示上坡，負(fù)號(hào)表示下坡。 彎道阻力：指列車在彎道上運(yùn)行時(shí)，克服的彎道阻力。W3（P+Q）gw式中，w彎道阻力系數(shù)，w35k/1000R k系數(shù)，當(dāng)外軌抬高時(shí)，k1，當(dāng)外軌不抬高時(shí)，k1.5 R彎道半徑， 慣性阻力：指列車以加速度或減速運(yùn)行時(shí)所受到的阻力。W41.075（P+Q）a 式中，a列車的加速度或減速度，當(dāng)列車加速時(shí)，a0，取正號(hào)；當(dāng)列車減速時(shí)，a0，取

52、負(fù)號(hào)。 列車運(yùn)行阻力為：W=W1+ W2+ W3+ W42 電機(jī)車牽引礦車數(shù)的計(jì)算按電機(jī)車的起動(dòng)條件計(jì)算牽引重量：根據(jù)井下運(yùn)輸中最困難的條件計(jì)算，即按重車沿彎道上坡起動(dòng)條件計(jì)算。電機(jī)車的牽引力為：F =（P+Qzh）g(zh+ip+w+1.075a/g)式中，Qzh礦車組重車重量，即牽引重量，zh重列車起動(dòng)阻力系數(shù)，查表，ip線路平均坡度，ip1000（i1L1i2L2i3L3）/ (L1+ L2+ L3+)i1、i2、i3，L1 、L2 、L3為各段線路的坡度和長(zhǎng)度。又因?yàn)?，為了避免車輪不在鋼軌上滑?dòng)，應(yīng)使?fàn)恳囎畲笳持?。FPng式中，Pn電機(jī)車主動(dòng)輪軸壓在鋼軌上的總壓力，亦為電機(jī)車的粘著

53、重量。當(dāng)為雙軸驅(qū)動(dòng)時(shí)，PnP電機(jī)車的粘著系數(shù)，查表可得。聯(lián)合上述兩式，可求得：QzhPn/（zh+ip+w+1.075a/g）P按制動(dòng)條件計(jì)算牽引重量：根據(jù)列車在最不利的情況下制動(dòng)，即重車沿直線軌道下坡制動(dòng)，并使制動(dòng)距離符合安全規(guī)定。按上述條件制動(dòng)時(shí)，列車的基本阻力有利于制動(dòng)，而坡道阻力和慣性阻力則成為制動(dòng)阻力。因此，有：Bg(P+Qzh)( 1.075az/g +ip-zh)式中，az列車制動(dòng)時(shí)的減速度。又根據(jù)有關(guān)安全規(guī)程規(guī)定，電機(jī)車制動(dòng)應(yīng)滿足下列兩個(gè)條件：一是電機(jī)車的照明燈有效射程要求制動(dòng)距離二是電機(jī)車制動(dòng)避免被閘瓦抱死，要求電機(jī)車的最大制動(dòng)力粘著力，即： BPzg式中，Pz電機(jī)車的制動(dòng)重量；聯(lián)合上述兩式，可求得：Qzh（Pz/1.075az/g+ ip-zh）P所以，電機(jī)車牽引的礦車數(shù)Z為：Z= Qzh /(G+G0)式中，Qzh按相關(guān)條件計(jì)算的牽引重量中之較小值；G礦車的有效載重量；G0礦車的自重；按牽引電機(jī)車的溫升條件進(jìn)行校驗(yàn)溫升條件：指牽引電機(jī)車的溫升不超過允許溫升，亦即電動(dòng)機(jī)的等值電流Id不應(yīng)超過它的長(zhǎng)