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ATy _* 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)動學(xué)與動力學(xué)第十章礦井提升機(jī)的電力拖動裝置與制動裝置第十一章多繩摩擦提升主 講： 胡 運(yùn) 金班 級：礦物資源07 級礦山機(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)時分配： 3 學(xué)時教學(xué)重點和難點： 重點：礦山工程中常用的機(jī)械設(shè)備類型難點：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

2、用的機(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)備的造型計算了解種類機(jī)械設(shè)備的特點及其應(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：單位體積原生巖石的重量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。鑿巖時巖石的破碎是多種因素綜合作

4、用的結(jié)果。在上述諸多因素中，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固性。巖石分級巖石的堅固性常以堅固系數(shù)f表示。f 100f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)f值，將巖石進(jìn)行分級，稱為普氏分級法第一章第一篇鉆掘機(jī)械鑿巖機(jī)械第一章第一篇鉆掘機(jī)械鑿巖機(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)械的特點及其應(yīng)用場合和條件 熟悉與鑿巖機(jī)配套使用的鑿巖工具學(xué)時分配： 9 學(xué)時教學(xué)重點：各種鑿巖機(jī)工作機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和性能特點及其應(yīng)用條件教學(xué)難點：風(fēng)動鑿巖機(jī)主要參數(shù)的分析與計算

5、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。-、沖擊式鑿巖過程向鉆頭施加一個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。、旋轉(zhuǎn)式鑿巖過程向鉆頭施加一個扭轉(zhuǎn)力和一個固定的軸向力，鉆頭以螺旋線形向前運(yùn)動，并破碎巖石。、旋轉(zhuǎn)沖擊式鑿巖過程向鉆頭施加一個扭轉(zhuǎn)力和一個間歇的軸向力，使鉆頭與巖石表面成一定的傾角向巖石內(nèi)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

6、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，按其動力不同可分為風(fēng)動、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)

7、的動作原理都是沖擊轉(zhuǎn)動式。 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，并沖擊釬尾。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)動釬頭所用的驅(qū)動力不同，劃分有風(fēng)動、電動、內(nèi)燃、液壓等類型鑿巖機(jī)。1、氣動鑿巖機(jī)：以壓縮空氣為驅(qū)動力。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-4。 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

8、、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， 推動活塞作往復(fù)運(yùn)動，從而獲得活塞對釬尾的連續(xù)沖擊動作。 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)動時，借助棘輪機(jī)構(gòu)使釬桿作間歇轉(zhuǎn)動， 如圖所示。 外回轉(zhuǎn)式是由獨立的發(fā)動機(jī)帶動釬桿作連續(xù)轉(zhuǎn)動。排粉系統(tǒng)： 排粉方式有鑿巖時注水沖洗加吹風(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)工作時的后座力， 使活塞沖擊釬尾時釬刃能 抵住孔底，以提高鑿巖效率。操作機(jī)構(gòu)：由操縱手柄組成（

9、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)各種不同條件下作業(yè)時對軸推力的要求。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。潤滑系統(tǒng)：一般都在進(jìn)氣管路上連接一個自動注油器，實現(xiàn)自動潤滑。2、液壓鑿巖機(jī)：以高壓油為驅(qū)動力，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， 一極齒輪減速后帶動釬桿回轉(zhuǎn)。如圖所示。3、電動鑿巖機(jī)：以電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為驅(qū)動力。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、

10、內(nèi)燃鑿巖機(jī)：以小功率內(nèi)燃機(jī)為驅(qū)動力。如圖所示。三、各類鑿巖機(jī)的優(yōu)缺點及其技術(shù)特征1、液壓鑿巖機(jī)： 優(yōu)點：動力消耗少，能量利率高；鑿巖機(jī)性能和鑿巖速度較高；潤滑條件好，零部件壽命高；可一人多機(jī)操作，臺班工效高。 缺點：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)和成本費用高；環(huán)境因素會影響其性能及鑿巖速度。X液壓鑿巖機(jī)技術(shù)特征：P32頁表23所示。2、電動鑿巖機(jī)： 優(yōu)點：動力單一；成本低；機(jī)械效率高。 缺點：沖擊力和沖擊頻率較低；零件易損壞。X電動鑿巖機(jī)技術(shù)特征：P33頁表22-4所示。3、內(nèi)燃鑿巖機(jī)： 優(yōu)點：本身帶有動力機(jī)械，使用靈活，適用于野外或沒有其它能源的地方作業(yè)。X內(nèi)燃鑿巖機(jī)技術(shù)特征：P

11、35頁表22-5所示。四、選擇鑿巖機(jī)應(yīng)考慮的因素 ：以風(fēng)動鑿巖機(jī)為例，應(yīng)主要考慮下列因素：1、作業(yè)場所（平地、天井、豎井和廣場等） ；2、鉆孔的方向、孔徑和深度；3、礦巖堅硬程度；五、影響風(fēng)動鑿巖機(jī)鑿巖效率的主要因素： TOC o 1-5 h z 鑿巖機(jī)的性能參數(shù)（ 沖擊功、沖擊頻率、扭矩和轉(zhuǎn)角等） ；鑿巖機(jī)的工作條件（ 巖石堅固性、風(fēng)壓和軸推力等） ；鑿巖工具 （ 釬頭直徑、結(jié)構(gòu)、形狀和釬桿長度等） ；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、H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

12、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。對于大孔徑深孔， 需在十字形釬頭上鑲嵌一字形超前刃，釬頭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 車教學(xué)目標(biāo)：

13、熟悉鑿巖機(jī)械的類型 掌握風(fēng)動鑿巖機(jī)工作機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理 熟悉各種鑿巖機(jī)械的特點及其應(yīng)用場合和條件 熟悉與鑿巖機(jī)配套使用的鑿巖工具學(xué)時分配： 9 學(xué)時教學(xué)重點：各種鑿巖機(jī)工作機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和性能特點及其應(yīng)用條件教學(xué)難點：風(fēng)動鑿巖機(jī)主要參數(shù)的分析與計算氣閥結(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和使用條件鑿巖鉆車是將鑿巖機(jī)連同自動推進(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

14、巖機(jī)臺數(shù)分為：單機(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及其適用性如下：露天鉆車的主要特點：多為單機(jī)，輪胎或履帶式行走機(jī)構(gòu)。適用于中小型露天采礦場、土建工程等作業(yè)場所。掘進(jìn)鉆車的主要特點：單機(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)場所。采礦鉆車的主要特點：單機(jī)或雙機(jī)，多為輪胎式行走機(jī)構(gòu)。適用于采礦場、大型硐室等作業(yè)場所。錨桿鉆車的主要特點：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

15、軸線前進(jìn)或后退，即鑿巖機(jī)的推進(jìn)運(yùn)動。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。每一鑿巖循環(huán)應(yīng)將鑿巖臺車撤離或送進(jìn)工作面，即臺車的行走運(yùn)動。2、鑿巖鉆車的組車及工作原理為了完成上述運(yùn)動，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，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)備折舊等費用。（ 2）技術(shù)指標(biāo)包括設(shè)備的先進(jìn)性和對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)簡單、便于操

16、作和維修；滿足各種鑿巖爆破工藝對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)按下式計算：L=KVTn X102式中，n鑿巖鉆車上同時工作的鑿巖機(jī)數(shù)，T 每班純工作時間V 技術(shù)鉆進(jìn)速度K 鑿巖機(jī)的時間處用系數(shù)，可查表確定。4、鑿巖機(jī)類型及臺數(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)計和制造的。比如CGJ 2 型鉆車使用7655 型鑿巖機(jī)，CGJ 2Y 型鉆車使用YYG80 1 型液壓鑿巖機(jī)等。鑿巖鉆車上可安裝鑿巖機(jī)的臺數(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

17、=100Zh / KVT式中，L一所需鉆孔白總深度，L=Zh。Z一所需鉆孔數(shù)。h一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 700T 和 CTC 214 型采場鉆車鉆鑿中深孔。對于薄礦脈、小巷道的金屬礦山，使用CTC- 140和SGO 1B型采場鉆車鉆鑿淺孔。CTC 214 型采礦鑿巖鉆車的結(jié)構(gòu)和工作原理：如圖所示CTC 700 型采礦鑿巖鉆車的結(jié)構(gòu)和工作原理：如圖所示3、國產(chǎn)采礦鑿巖鉆車技術(shù)特征：P55頁表3-4所示。三、鑿巖鉆車發(fā)展近況1、自動化鑿巖：在鉆車上安裝有自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)單孔循環(huán)自動化，如芬蘭的KS50A和瑞典的BOOm13

18、1-0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Secoma270鉆車。4、一機(jī)多用，鑿裝聯(lián)合：如法國 256型、美國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)的特點是活塞打擊釬桿時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巖石進(jìn)行沖擊破碎，因此，稱為潛孔鉆

19、機(jī)。廣泛用于金屬礦山、水電、交通、建材、港灣和國防工程中。二、潛孔鉆機(jī)的分類1、根據(jù)使用地點不同，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80700mm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

20、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)、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、排碴和推進(jìn)等鑿巖成孔過程，同屬于沖擊轉(zhuǎn)動式鉆孔。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)。潛孔鑿巖原理簡圖如圖所示。四、潛孔鉆機(jī)的特點與其它鑿巖機(jī)相比，它具有如下特點：沖擊能量損失不隨釬桿的加長而增加，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

21、助作業(yè)時間少，提高了鉆機(jī)的作業(yè)率；機(jī)動靈活；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。沖擊器的前端安裝鉆頭。 潛孔鉆機(jī)的鉆孔過程：鉆孔時， 回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)帶動鉆具回轉(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

22、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)動把壓氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠扑閹r石的機(jī)械能， 并實現(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。因為，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。對于堅硬的巖石，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，則不僅會增加單位功耗，而且

23、會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，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

24、。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。活塞重量對沖擊功、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，破巖效果是理想的，但活塞重量過大，勢必將活塞尺寸加長，使其有效行程相應(yīng)變小，因而沖擊能量相對降低。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， 但整體鉆頭由于鉆頭工作面積硬質(zhì)合片 （柱） 的磨損會導(dǎo)致整體鉆頭的報廢， 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

25、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：成孔規(guī)則，鉆刃磨鈍較慢，因鑿巖粗顆粒巖粉生長率較多而使粉塵濃度下降，鉆進(jìn)速度較快等。缺點：鉆刃離鉆頭回轉(zhuǎn)中心愈遠(yuǎn)時，承受負(fù)荷愈大，磨鈍及磨損也愈快，當(dāng)鉆頭側(cè)面磨損后，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。定規(guī)格的硬質(zhì)合金柱壓入到鉆頭體上的齒孔中而成。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。定規(guī)格的硬質(zhì)合金柱壓入到鉆頭體上的齒孔中而成。圖所示。 優(yōu)點：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

26、據(jù)受力狀況合理布置合金柱；柱齒磨損20%時，鉆頭仍然可以繼續(xù)工作；嵌裝工藝簡單，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而設(shè)計制造的， 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、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)動力并把動力傳遞到鉆具， 完成鉆具鉆鑿動作； 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，完成孔底吹碴動作。推進(jìn)調(diào)壓機(jī)構(gòu)：一方面通過活塞桿往返運(yùn)動， 使回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)向前滑動，鉆具則以一定

27、軸壓作用于孔底，實現(xiàn)鑿巖推進(jìn)；另一方面調(diào)節(jié)氣缸進(jìn)氣壓力，實現(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， 鉆架通過鉸接方式與機(jī)架連接并繞鉸接軸轉(zhuǎn)動，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

28、。推進(jìn)鉆具，保證鉆頭工作時始終與孔底接觸，并實現(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)，實現(xiàn)長距離行走和移位。 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)點空氣中的粉塵濃度達(dá)標(biāo)。又分為干式和濕式兩種。干式除塵是直接對塵氣混合物進(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)備簡單，消除二

29、次塵源，但鑿巖效率相對較低。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。四、潛孔鉆機(jī)的發(fā)展趨勢第五章牙輪鉆機(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、

30、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， 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。 當(dāng)鉆頭回轉(zhuǎn)帶動牙輪滾動時，在軸壓的靜載荷及牙輪滾動時的動載荷作用下，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

31、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使用條件國產(chǎn)牙輪鉆機(jī)技術(shù)特征如 P91 頁表 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。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)速和排碴風(fēng)量是保證鉆機(jī)有效穿孔的主要工作參數(shù)。軸壓力對穿孔速度和鉆頭壽命的影響施加于鉆頭上的軸壓力應(yīng)有一個合理值，合理值取決于巖石堅固性質(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

32、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、巖石堅固性的關(guān)系見表所示?；剞D(zhuǎn)速度對穿孔速度和鉆頭壽命的影響一般地， 穿孔速度隨鉆具轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系， 但轉(zhuǎn)速過大不僅會使孔底排碴困難、鉆頭磨損加快，而且還會使鉆機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動，影響鉆機(jī)和鉆頭的壽命，如圖所示。排碴風(fēng)量對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

33、碴，改善牙輪齒的破碎巖石條件， 同時，還能減少鉆頭的磨損， 更好地冷卻軸承， 延長鉆頭壽命； 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)提升鏟斗實現(xiàn)裝卸動作。一、前端式裝載機(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)

34、構(gòu)相似。但井下前端式裝載機(jī)有以下特點，如圖的示。車身低矮，寬度較窄而長度較長，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)浜衔铩⑻佳趸鹞锛坝蜔煹?，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)本身帶有儲料倉、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、翻卸而裝滿儲料倉來完成整機(jī)的裝載工作，其驅(qū)動方式有氣動和柴油內(nèi)燃驅(qū)動兩種。裝運(yùn)機(jī)卸料方式有料倉傾翻

35、式、底卸式和推出式。多用于井下采場工作面的礦石運(yùn)搬，將礦石卸入溜井。國產(chǎn)裝運(yùn)機(jī)的技術(shù)特征見 149 頁表 6-5 所示。我國生產(chǎn)的ZYQ 12 和 ZYQ14 型氣動裝運(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)。特點及適用范圍裝巖機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、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，井下礦山使用廣泛。機(jī)型有Z-17、ZQ-2& ZCD-4 H600等型電動或氣動裝巖機(jī)。其中 Z-17、ZQ-26型裝巖機(jī)是用于井下掘進(jìn)或采場裝載的輕型裝巖機(jī)，所裝礦石塊度可達(dá)500mm。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

36、動機(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，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)：是裝巖機(jī)用以直接完成裝卸工作的機(jī)構(gòu)。裝巖機(jī)的技術(shù)特征：見 155 頁表 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)

37、時，巖石經(jīng)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)載到后面的礦車?yán)?。目前，主要機(jī)型有ZCY-3。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)（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、倉庫、貯物場的松

38、散塊狀物料的裝卸作業(yè)。耙式裝載機(jī)的特點它的主要特點在于工作機(jī)構(gòu)的裝載方式上。裝載時，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，可實現(xiàn)在垂直方向上作升降運(yùn)動以及隨機(jī)身作水平擺動。運(yùn)距限制對生產(chǎn)能力影響較小。耙式裝載機(jī)的技術(shù)特征： 175 頁表 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裝置等組成。如圖所示。裝載機(jī)工作時向巖堆緩速推進(jìn)，承載板的前緣徐徐插入巖堆

39、，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：如圖所示。 優(yōu)點：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。兩個立爪分別驅(qū)動，可交錯運(yùn)動，又可同步運(yùn)動，有利于清理和耙裝較大的巖塊。各個驅(qū)動機(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、臺車、集料板、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的臺車上，耙礦絞車上的滾筒絞繞鋼繩，經(jīng)滑輪牽引耙斗

40、往返運(yùn)動，巖石被耙斗耙運(yùn)至轉(zhuǎn)載槽后部卸入礦車。目前， 我國制造的耙斗式裝載機(jī)技術(shù)特征： 181 頁表 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2ml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抓片式、壓氣為動力的抓巖機(jī)。按結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式分為長繩懸吊式、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。工作時以壓氣為動力開閉抓斗，以液壓實現(xiàn)抓斗的升降、動

41、臂的變幅和回轉(zhuǎn)動作，保證抓取井筒內(nèi)任意位置的巖塊。其技術(shù)特征： 185 頁表 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)動和沿井筒直徑方向作往復(fù)運(yùn)動，從而使抓斗能抓取井筒任意地點的巖塊。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、10m和1055m等。為了使生產(chǎn)能力合理，在單斗挖掘機(jī)工作時，必須使挖掘機(jī)的斗容與運(yùn)輸設(shè)備的容積合理配套。X 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

42、下的礦山；X 2m 3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；冰4m 3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；X 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 頁表 9-1 所示。四 單斗挖掘機(jī)的分類常以轉(zhuǎn)動方式劃分為機(jī)械傳動、液壓傳動和混合傳動三大類。 機(jī)械式單斗挖掘機(jī)：由鏟頭動臂、回轉(zhuǎn)平臺、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

43、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。液壓挖掘機(jī)是在動力裝置與工作裝置兩者的主要區(qū)別在于動力裝置和工作裝置上的不同。液壓挖掘機(jī)是在動力裝置與工作裝置之間采用了容積式液壓傳動系統(tǒng)，直接控制各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀態(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，只是行走機(jī)構(gòu)可以是液壓傳動，也可以是機(jī)構(gòu)傳動。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，易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化等特點。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：

44、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、食品車和測力試驗車等。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兩個指標(biāo)。.車皮系數(shù)：用車皮系數(shù)Kc表征。即：KC為礦車自重G與載重G比。查表可得Kc值。.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1固定車箱式礦車：由車箱、車架、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

45、機(jī)配套使用，實現(xiàn)自動卸載。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)常變動的場合，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)一個卸載滾輪，如圖所示。卸載時，曲軌將礦車卸載滾輪抬起，在車箱傾翻的同時，側(cè)門開啟，車箱中的礦石即傾卸入溜井或礦倉中，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)備簡單、移設(shè)方便等優(yōu)點，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，礦車通過卸載站，底板后端的滾輪沿著卸載曲軌向下滾動時， 底板即因礦石和底板的

46、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并關(guān)閉底板。當(dāng)整列礦車通過卸載站時，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，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。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、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

47、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，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)量的計算。1按礦車周轉(zhuǎn)率計算礦車一次周轉(zhuǎn)是指礦車從裝載點出發(fā)，經(jīng)過卸載點，空車又回到裝載站。礦車的因轉(zhuǎn)率指礦車在一定時間內(nèi)在整個運(yùn)輸線路能運(yùn)行的循環(huán)次數(shù)。它與裝車時間、卸礦時間、空重車運(yùn)行時間補(bǔ)助作業(yè)時間有關(guān)。礦車數(shù)量按下式計算： （輛）Z）=A/GXK - K2 - K3式中，Zp一所需礦車數(shù)量，Ab一班運(yùn)輸量，

48、G礦車有效載重量，Ki雜用系數(shù)，取，K 檢修系數(shù)，取，&一備用系數(shù)，取，X一礦車班周轉(zhuǎn)次數(shù)。2按定點分布法計算是根據(jù)全礦在生產(chǎn)中礦車實際分布和運(yùn)行情況統(tǒng)計得出。即：在需要同時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、材料庫、井筒內(nèi)及地表車場等處的礦車數(shù)量，然后加以考慮檢修和備用的礦車數(shù)量。Zo=2 Z - K2 - K3式中，Z一某個地點占用的礦車數(shù)（輛），n 全礦占用礦車地點數(shù)目。可見，第二種方法比第一方法計算的礦車數(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）和井下礦用電機(jī)車，（ZK系列和XK系

49、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。因為車架不僅受力復(fù)雜，而且為了增加電機(jī)車的粘著重量。2輪對：由一根車軸和兩個車輪組成，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。它是把電機(jī)車運(yùn)行時的沖擊

50、和振動彈性地傳給輪對。彈簧托架是由長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的靜定空間平行力系。5車軸傳動裝置：電機(jī)車的兩車軸都是行走主動軸，每軸教由單獨的車軸傳動裝置傳動，其特點為一級齒輪傳動。6制動系統(tǒng)：礦車中設(shè)有電氣制動和機(jī)械制動系動（制動閘），制動閘的操作方法有手動、氣動和液動三種，無論采用何種操作方法，均必須設(shè)置手動制動。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牽引電動機(jī)：目前都采用直流串激電動機(jī)，它具有機(jī)械特性軟、結(jié)構(gòu)簡單、體積和重量較小、能適應(yīng)礦山工作條件等優(yōu)點。三、電機(jī)車的選型應(yīng)考慮運(yùn)輸量、采礦方法、裝礦點分布情況、

51、運(yùn)距和車型的特殊要求等因素。如果裝礦點分散，溜井貯礦量小，應(yīng)選用多臺小噸位電機(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、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，應(yīng)選用兩臺同型號電機(jī)車。四、電機(jī)車運(yùn)輸計算原始資料：設(shè)計生產(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。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)行時所受到的阻力。主要由軸承摩擦阻力、車輪的滾動擦阻力、輪緣與軌道之間的滑動摩擦阻力等構(gòu)成。W= （P + Q gCD式中，W-基本阻力，P電機(jī)車自重，Q礦車組自重

52、，一列車基本阻力系數(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，由于列車重量沿傾斜方向的分力所引起的運(yùn)行阻力。W= ( P+Q g sin B式中，W-坡道阻力，B-坡道與水平面的夾角，正號表示上坡，負(fù)號表示下坡。彎道阻力：指列車在彎道上運(yùn)行時，克服的彎道阻力。W= (P + Q gCDw式中，w彎道阻力系數(shù)， 產(chǎn)35k/1000，R k 系數(shù)，當(dāng)外軌抬高時，k=1,當(dāng)外軌不抬 高時，k= R彎道半徑，慣性阻力：指列車以加速度或減速運(yùn)行時所受到的阻力。W= 土 ( P+Q a式中，a列車的加速度或減速度，當(dāng)列車加速時，a0,取正號；當(dāng)列車減速時，a0,

53、取負(fù)號。列車運(yùn)行阻力為：W=W1+ W2+ W3+ W4電機(jī)車牽引礦車數(shù)的計算 按電機(jī)車的起動條件計算牽引重量： 根據(jù)井下運(yùn)輸中最困難的條件計算， 即按重車沿彎道上坡起動條件計算。電機(jī)車的牽引力為：F = (P+Q) g ( zh+ip+cow+1.075a/g)式中，Qzh 礦車組重車重量，即牽引重量，CDzh 重列車起動阻力系數(shù)，查表，p-線路平均坡度，ip=1000 (i 1L1+i 2L2 +i 3L3+)/ (L 1+ L2+ L3+)ii、i 2、i3，Li、L2、L3為各段線路的坡度和長度。又因為，為了避免車輪不在鋼軌上滑動，應(yīng)使?fàn)恳囎畲笳持?。F Pn - g - a式中，P

54、n-電機(jī)車主動輪軸壓在鋼軌上的總壓力，亦為電機(jī)車的粘著重量。當(dāng)為雙軸驅(qū)動時，Pn=P以一電機(jī)車的粘著系數(shù)，查表可得。聯(lián)合上述兩式，可求得：QhPn/(Wzh+i p+cow+1.075a/g ) -P 按制動條件計算牽引重量： 根據(jù)列車在最不利的情況下制動， 即重車沿直線軌道下坡制動，并使制動距離符合安全規(guī)定。按上述條件制動時，列車的基本阻力有利于制動，而坡道阻力和慣性阻力則成為制動阻力。因此，有：B= g(P+Qh)( g +i p- zh)式中，az 列車制動時的減速度。又根據(jù)有關(guān)安全規(guī)程規(guī)定，電機(jī)車制動應(yīng)滿足下列兩個條件： 一是電機(jī)車的照明燈有效射程要求制動距離 二是電機(jī)車制動避免被閘瓦

55、抱死，要求電機(jī)車的最大制動力粘著力，即：B PZ - g -式中，Pz 電機(jī)車的制動重量；聯(lián)合上述兩式，可求得：Qh& ( Pz - a/g+ i p- zh) P所以，電機(jī)車牽引的礦車數(shù)Z 為：Z= Qzh /(G+G 0)式中，Qzh 按相關(guān)條件計算的牽引重量中之較小值；GL礦車的有效載重量；G一礦車的自重； 按牽引電機(jī)車的溫升條件進(jìn)行校驗溫升條件：指牽引電機(jī)車的溫升不超過允許溫升，亦即電動機(jī)的等值電流Id不應(yīng)超過它的長時電流I ch 。首先，計算電機(jī)車牽引重車和空車運(yùn)行時，每臺牽引電動機(jī)的重牽引力Fzh和空車牽引力Fk:Fzh=1/nP+Z(G+G)( i p+w zh)gFk=1/nP

56、+ZG0( i p+ co k)g式中，n 電機(jī)車上的牽引電動機(jī)數(shù)zh、k分別為重列車和空列車的基本阻力系數(shù)，查表可得。其次，在牽引電動機(jī)的特性曲線(如圖所示)上，根據(jù)所計算的Fzh和Fk,查出重列車和空列車運(yùn)行時牽引電動機(jī)的電流I zh、 I k 以及速度Vzh、 Vk。第三，計算電機(jī)車每往返一次，牽引電動機(jī)的等值電流I d。Id=a V(I 2zh? tzh + I 2k? tk)/(T i+Q)式中，a調(diào)車系數(shù)，當(dāng)運(yùn)距小于1000 m時，取a =;當(dāng)運(yùn)距為10002000m時，取a =; 當(dāng)運(yùn)距大于2000mW,取口 二Q-調(diào)車時間，包括調(diào)車、裝卸車、讓車和意外耽誤的時間等。一般取Q=

57、2025 min；tzh一重車運(yùn)行時間；tzh=Ln/60 X Vzht k一空車運(yùn)行時間,t k= Lm/60 X VkLm一電機(jī)車到最遠(yuǎn)的一個裝車站的距離；Vzh、Vk分別為重車和空車的平均速度；Ti一總的運(yùn)行時間，即：Ti = tzh+tk最后，進(jìn)行校驗，若IdIch,則須減少礦車數(shù)。3電機(jī)車臺數(shù)的計算電機(jī)車往返一次的時間T: T= Ti+Q一臺電機(jī)車每班可完成的往返次數(shù)n1: n 1=60t b/T式中，tb電機(jī)車每班工作小時數(shù)，取 3 = 6 h完成每班出礦量需要的往返次數(shù)mi m= C? A7Z? G式中，Ab 某中段的班平均生產(chǎn)率；C-運(yùn)輸?shù)牟痪庀禂?shù)每班運(yùn)輸廢石、人員、材料、設(shè)

58、備等所需要的往返次數(shù)m1。需要的工作電機(jī)車臺數(shù)N1:N1=(m+ m1)/ n 1需要的電機(jī)車總臺數(shù)N: N= Ni+NI,備用電機(jī)車臺數(shù)第三節(jié) 膠帶輸送機(jī)一、膠帶輸送機(jī)的分類及特點膠帶輸送機(jī)是一種連續(xù)輸送物料的機(jī)械設(shè)備。它是通過驅(qū)動裝置的驅(qū)動滾筒與膠帶之間的摩擦阻力來傳動。膠帶輸送機(jī)適宜于輸送容重為m3 的塊狀物料?？梢允撬捷斔鸵部梢允莾A斜輸送，但其傾斜角度有限制，當(dāng)傾斜向上輸送物料時，傾角不超過 180 ,當(dāng)向下輸送物料時，傾角不宜超過i5。 膠帶輸送機(jī)分為三種：1普通膠帶輸送機(jī)：如圖所示，膠帶內(nèi)帆布層作為承載構(gòu)件，同時，又以膠帶作為持送構(gòu)件。單機(jī)輸送距離有限。2鋼繩芯膠帶輸送機(jī)：如圖所

59、示，膠帶內(nèi)以鋼絲繩作為承載構(gòu)件。具有運(yùn)距較長、運(yùn)輸能力大、膠帶壽命長和經(jīng)濟(jì)效果等優(yōu)點。3鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)：如圖所示，以兩根鋼絲繩作為牽引構(gòu)件，而膠帶僅用作持送構(gòu)件。具有運(yùn)距長、能力大、膠帶壽命長、功率消耗小、運(yùn)行平穩(wěn)、安裝使用和維修方便、經(jīng)濟(jì)效果好等優(yōu)點。二、膠帶輸送機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)1結(jié)構(gòu)：由膠帶、驅(qū)動滾筒、換向滾筒、托輥、拉緊裝置、機(jī)架等組成。2工作原理：膠帶繞經(jīng)驅(qū)動滾筒和換向滾筒構(gòu)成一個無極環(huán)形帶。上段膠帶支承在槽形托輥上， 下段膠帶支承在平直托輥上。 工作時， 驅(qū)動滾筒通過它與膠帶間的摩擦阻力帶動膠帶運(yùn)行。托輥和機(jī)架：其作用是支承膠帶，減少膠帶運(yùn)行阻力，使膠帶的垂度符合要求，以保持膠

60、帶運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。又可分為槽型托輥、平型托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥等，如圖所示。驅(qū)動裝置：是膠帶運(yùn)送機(jī)的動力源?？煞譃閱坞姍C(jī)驅(qū)動和多電機(jī)驅(qū)動；單滾筒、雙滾筒和多滾筒驅(qū)動等不同布置形式。地面上使用的固定式膠帶輸送機(jī)多采用單機(jī)單滾筒驅(qū)動形式。井下膠帶輸機(jī)和長距離輸送物料時，多采用雙滾筒驅(qū)動和多滾筒多點驅(qū)動形式。 拉緊裝置：使膠帶具有足夠的張力， 借以保證滾筒與膠帶間產(chǎn)生必要的摩擦阻力，另一方面，限制膠帶的垂度。分為螺旋式、垂錘小車式、垂錘小車式、鋼繩膠車式、垂直式等拉緊裝置。第八章 礦井提升設(shè)備第一節(jié) 概 述一、礦井提升設(shè)備應(yīng)用與發(fā)展礦井提升設(shè)備的主要用途是沿井筒提運(yùn)礦石，升降人員， 下放材料工具和設(shè)備等