矿山机械与设备讲稿ebug.docx
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1、矿山机机械与设设备教教案导论学习内内容及学学习目标标第一章 概论论 第二章章 凿凿岩机及及凿岩工工具第三章 凿岩岩钻车 第第四章 潜孔孔钻机第五章 牙轮轮钻机 第第六章 装载载机械第七章 矿山山运输机机械 第八章章 矿矿井提升升设备第九章提升设设备的运运动学与与动力学学第十章 矿井井提升机机的电力力拖动装装置与制制动装置置 第十十一章 多绳绳摩擦提提升主 讲: 胡运运金 班 级:矿矿物资源源07级级矿山机械械与设备备导论教学目标标:通过过露天矿矿山和地地下矿山山的开采采工艺过过程了解解矿山常常用的机机械设备备明白白本课程程学习内内容和学学习目标标了解解影响矿矿山机械械与设备备的岩石石软科学学性
2、质学时分配配:33学时教学重点点和难点点:重重点:矿矿山工程程中常用用的机械械设备类类型难难点:无无教学方法法:讲授授案例例多多媒体教学内容容一、矿山山工程常常用的机机械与设设备通过模型型图片、视视频,了了解无奇奇不有矿矿山和地地下矿山山开采的的工艺过过程及其其常用机机械与设设备类型型。钻孔机械械掘进机械械运搬设备备提升设备备流体设备备支护设备备其他设备备二、矿矿山机械械与设备备课程程学习内内容和目目标学习内容容:矿山山常用机机械设备备的类型型矿山山机械设设备的组组成、工工作原理理矿山山机械设设备的造造选型矿山山机械设设备的应应用主要学习习目标:熟悉主主要矿山山机械设设备组成成、结构构、工作作
3、原理熟悉各各种机械械设备的的选型,掌掌握主要要机械设设备的造造型计算算了解种种类机械械设备的的特点及及其应用用三、岩矿矿的物理理机械性性质 岩(矿)的主要要物理机机械性质质1、容重重:单位位体积原原生岩石石的重量量2、松散散性:整整体岩石石被破碎碎后,其其容积增增大的性性能,常常用岩石石的松散散系数KK表示。KK指岩石石破碎前前、后容容积之比比。3、强度度:岩石石抵抗机机械破坏坏(拉、压压、剪)的的能力。岩岩石机械械强度受受岩石的的孔隙度度、异向向性和不不均匀性性的影响响而变化化很大,一一般情况况下,抗抗拉强度度(1/101/550)抗剪强强度(11/8-1/112)抗压强强度4、硬度度:指岩
4、岩石抵抗抗尖锐工工具侵入入的性能能。它取取决于岩岩石的结结构、组组成颗粒粒的硬度度及形状状和排列列方式等等。硬度度越大,钻钻凿越困困难。5、弹性性:即当当撤销所所受外力力后,岩岩石恢复复原来形形状和体体积的性性能。弹弹性越大大,钻凿凿越困难难。6、脆性性:岩石石被破碎碎时不带带残余变变形的性性能。脆脆性越大大,钻凿凿越容易易。7、耐磨磨性:岩岩石磨损损工具的的性能。耐耐磨性越越大,钻钻凿越困困难8、稳定定性:岩岩石暴露露出自由由面后,不不致塌陷陷的性能能。凿岩时岩岩石的破破碎是多多种因素素综合作作用的结结果。在在上述诸诸多因素素中,岩岩石的硬硬度、强强度和脆脆性是主主要的因因素,又又可将它它们
5、概括括为岩石石的坚固固性。 岩岩石分级级岩石的坚坚固性常常以坚固固系数表表示。不仅是综综合反映映岩石破破碎难易易程度的的指标,而而且,也也是选用用破碎方方法和钻钻孔机械械的主要要依据。根据值,将将岩石进进行分级级,称为为普氏分分级法。第一篇 钻掘机机械第一章 凿岩机械械教学目标标:熟悉悉凿岩机机械的类类型掌握握风动凿凿岩机工工作机构构的组成成及其工工作原理理熟悉悉各种凿凿岩机械械的特点点及其应应用场合合和条件件熟悉悉与凿岩岩机配套套使用的的凿岩工工具学时分配配:99学时教学重点点:各种种凿岩机机工作机机构的组组成、工工作原理理和性能能特点及及其应用用条件教学难点点:风动动凿岩机机主要参参数的分
6、分析与计计算气气阀结构构及原理理教学方法法:讲授授多媒媒体教学内容容第一节 岩石的的破碎过过程钻凿岩石石的机械械方法有有冲击作作用、旋旋转作用用和旋转转冲击联联合作用用等三种种方式,如如图所示示。 一、冲冲击式凿凿岩过程程向钻头施施加一个个垂直于于岩石表表面的冲冲击力,在在此冲击击力作用用下,使使钻头切切入并破破碎岩石石。二、旋转转式凿岩岩过程向钻头施施加一个个扭转力力和一个个固定的的轴向力力,钻头头以螺旋旋线形向向前运动动,并破破碎岩石石。三、旋转转冲击式式凿岩过过程向钻头施施加一个个扭转力力和一个个间歇的的轴向力力,使钻钻头与岩岩石表面面成一定定的倾角角向岩石石内钻进进。第二节 钻孔孔机械
7、种种类一、根据据破碎岩岩石的过过程不同同,可将将钻孔机机械分为为:1、旋转转式钻机机:如多多刃切削削钻头钻钻机、金金刚石钻钻头机等等,主要要用于在在中等硬硬度以外外的岩石石或煤矿矿中钻孔孔。2、冲击击旋转式式钻机:如凿岩岩机、潜潜孔钻机机、钢绳绳冲击式式钻机等等,主要要用于在在中等硬硬度以上上的岩石石中钻孔孔。3、旋转转冲击式式钻机:如牙轮轮钻机,主主要用于于在中等等硬度以以上的岩岩石中钻钻孔。二、根据据钻机使使用场地地不同,又又可分为为井下钻钻机和露露天钻机机。三、根据据钻孔深深度不同同,可分分为深孔孔钻机和和浅孔钻钻机。此外,还还机械凿凿岩、热热力剥落落凿岩、熔熔融气化化凿岩和和化学凿凿岩
8、等。第二章 凿岩机及及凿岩工工具第一节 凿岩机械械凿岩机械械分为凿凿岩机和和钻机两类类,钻机机又有露露天钻机机和井下下钻机之之分。凿凿岩机是是用于在在中硬以以上的岩岩石中,钻钻凿直径径为2001000毫米米、深度度在200米以内内炮孔的的机械,按按其动力力不同可可分为风风动、内内燃、液液压和电电力凿岩岩机一、凿岩岩机的工工作原理理:各种凿岩岩机的动动作原理理都是冲冲击转动动式。即即利用压压差作用用迫使活活塞在缸缸体内用用作高速速往复运运动,并并冲击钎钎尾。如如图所示示。二、凿岩岩机的分分类及各各类凿岩岩机的工工作原理理、使用用条件按照冲击击钎尾和和转动钎钎头所用用的驱动动力不同同,划分分有风动
9、动、电动动、内燃燃、液压压等类型型凿岩机机。1、气动动凿岩机机:以压压缩空气气为驱动动力。使使用广泛泛。 种种类:手手持式凿凿岩机(YY-3、YY-266)、气气腿式凿凿岩机(YYT-224、776555、YTT-266、YTT-288、YTTP-226型)、伸伸缩式(上上向式)凿凿岩机(YYSP-45、001-445型)、导导轨式(柱柱架式)凿凿岩机(YYG-440、YYG-665、YYG800、YGGZ-990型)。如如图所示示。 主主要组成成机构及及工作原原理: 冲冲击配气气机构:由配气气机构、气气缸、活活塞和气气路等组组成,其其作用是是将压缩缩空气依依次输送送到气缸缸的后腔腔和前腔腔中
10、,推推动活塞塞作往复复运动,从从而获得得活塞对对钎尾的的连续冲冲击动作作。如图图所示。 转转钎机构构:常用用的转钎钎机构有有内回转转和外回回转两大大类。内内回转式式是当活活塞往复复运动时时,借助助棘轮机机构使钎钎杆作间间歇转动动,如图图所示。外外回转式式是由独独立的发发动机带带动钎杆杆作连续续转动。 排排粉系统统:排粉粉方式有有凿岩时时注水冲冲洗加吹吹风和停停止冲击击强力吹吹扫两种种。其作作用是将将凿岩过过程中产产生的岩岩粉及时时排出孔孔外。 凿凿岩机的的支承及及推进机机构:以以气腿为为主。如如图所示示。其作用一一是支承承凿岩机机重量;二是克克服凿岩岩机工作作时的后后座力,使使活塞冲冲击钎尾尾
11、时钎刃刃能抵住住孔底,以以提高凿凿岩效率率。 操操作机构构:由操操纵手柄柄组成(控控制凿岩岩操纵阀阀、气腿腿的调压压阀及换换向阀),如如图所示示。调压阀:用于无无极地调调节气腿腿的轴推推力,以以适应凿凿岩机各各种不同同条件下下作业时时对轴推推力的要要求。换向阀:用于改改变调压压阀内腔腔进气方方向,从从而使气气腿伸缩缩。润滑系统统:一般般都在进进气管路路上连接接一个自自动注油油器,实实现自动动润滑。2、液压压凿岩机机:以高高压油为为驱动力力,由冲冲击器和和转钎机机构组成成。如图图所示。冲击器采采用活塞塞双腔回回油,滑滑阀配油油的工作作原理;转钎机机构采用用摆线液液压马达达驱动,一一极齿轮轮减速后
12、后带动钎钎杆回转转。如图图所示。3、电动动凿岩机机:以电电动机的的旋转运运动为驱驱动力。 分分类:离离心冲击击锤式和和曲柄连连杆活塞塞式。 结结构及工工作原理理: 离离心冲击击锤式凿凿岩机:如图所所示。 曲曲柄连杆杆活塞式式凿岩机机:如图图所示。4、内燃燃凿岩机机:以小小功率内内燃机为为驱动力力。如图图所示。三、各类类凿岩机机的优缺缺点及其其技术特特征1、液压压凿岩机机: 优优点: 动动力消耗耗少,能能量利率率高; 凿凿岩机性性能和凿凿岩速度度较高; 润润滑条件件好,零零部件寿寿命高; 可可一人多多机操作作,台班班工效高高。 缺缺点: 机机器零部部件制造造和装配配精度严严格; 维维护保养养技术
13、和和成本费费用高; 环环境因素素会影响响其性能能及凿岩岩速度。 液液压凿岩岩机技术术特征:P322页表22所所示。、电动动凿岩机机: 优点点: 动动力单一一; 成成本低; 机机械效率率高。 缺缺点: 冲冲击力和和冲击频频率较低低; 零零件易损损坏。 电电动凿岩岩机技术术特征:P333页表222-4所示示。3、内燃燃凿岩机机: 优优点:本本身带有有动力机机械,使使用灵活活,适用用于野外外或没有有其它能能源的地地方作业业。 内内燃凿岩岩机技术术特征:P355页表222-5所示示。四、选择择凿岩机机应考虑虑的因素素 :以以风动凿凿岩机为为例,应应主要考考虑下列列因素:1、作业业场所(平平地、天天井、
14、竖竖井和广广场等);2、钻孔孔的方向向、孔径径和深度度;3、矿岩岩坚硬程程度;五、影响响风动凿凿岩机凿凿岩效率率的主要要因素:1、 凿凿岩机的的性能参参数(冲冲击功、冲冲击频率率、扭矩矩和转角角等);2、 凿凿岩机的的工作条条件(岩岩石坚固固性、风风压和轴轴推力等等);3、 凿凿岩工具具(钎头头直径、结结构、形形状和钎钎杆长度度等);第二节 凿岩工具具钎子:向向岩石传传递凿岩岩机冲击击和回转转能量的的工具。常常用的有有整体式式钎子和和组合式式钎子两两大类。一、钎头头:一字字形、十十字形、字形和T字形等,如图所示。 一一字形钎钎头:宜宜用于较较软岩石石或节理理不发育育的半硬硬岩石或或小直径径钻孔
15、。 十十字形钎钎头:宜宜用于硬硬岩石或或大孔径径浅孔。对对于大孔孔径深孔孔,需在在十字形形钎头上上镶嵌一一字形超超前刃,钎钎头尖角角的大小小与岩石石硬度有有关。二、钎杆杆:断面面有六角角形、圆圆形和矩矩形等。钎钎杆在凿凿岩过程程中承受受轴向压压应力、扭扭转应力力和弯曲曲应力。其其中,弯弯曲应力力和弯曲曲疲劳是是主要应应力和主主要破断断因素,目目前常用用钎杆钢钢为355硅锰钼钼钒和555硅锰锰钼两种种材料。三、钎尾尾:其结结构有三三种,如如图所示示。1、带钎钎肩的六六角形断断面钎尾尾:用于于气腿式式凿岩机机。2、带凸凸台的圆圆形断面面钎尾:用于导导轨式凿凿岩机。3、无钎钎肩的六六角形断断面钎尾尾
16、:用于于伸缩式式凿岩机机。四、钎头头与钎杆杆的连接接方式:螺旋连连接和锥锥销连接接,如图图所示。第三章 凿岩台台车教学目标标:熟悉悉凿岩机机械的类类型掌握握风动凿凿岩机工工作机构构的组成成及其工工作原理理熟悉悉各种凿凿岩机械械的特点点及其应应用场合合和条件件熟悉悉与凿岩岩机配套套使用的的凿岩工工具学时分配配:99学时教学重点点:各种种凿岩机机工作机机构的组组成、工工作原理理和性能能特点及及其应用用条件教学难点点:风动动凿岩机机主要参参数的分分析与计计算气气阀结构构及原理理教学方法法:讲授授多媒媒体第一节 凿岩岩钻车类类型及其其特点和和使用条条件凿岩钻车车是将凿凿岩机连连同自动动推进器器一起安安
17、装在钻钻臂或钻钻架上,并并配以行行走机构构的一种种设备。它它的使用用,标志志着采掘掘机械化化程度的的提高。一 凿岩岩钻车种种类1、按其其用途分分为:平平巷掘进进钻车、采采矿钻车车、锚杆杆钻车和和露天开开采凿岩岩钻车。2、按其其行走机机械分为为:轨轮轮式、轮轮胎式和和履带式式。3、按其其架设凿凿岩机台台数分为为:单机机钻车、双双机钻车车和多机机钻车。 各各类凿岩岩钻车的的主要特特点及其其适用性性如下:露天天钻车的的主要特特点:多多为单机机,轮胎胎或履带带式行走走机构。适适用于中中小型露露天采矿矿场、土土建工程程等作业业场所。掘进进钻车的的主要特特点:单单机、双双机和多多机都有有,轨轮轮、轮胎胎和
18、履带带式行走走机构。适适用于平平巷掘进进、遂道道、涵洞洞和地下下工程等等作业场场所。采矿矿钻车的的主要特特点:单单机或双双机,多多为轮胎胎式行走走机构。适适用于采采矿场、大大型硐室室等作业业场所。锚杆杆钻车的的主要特特点:为为单机,轮轮胎式行行走机构构。适用用于钻锚锚杆孔和和安装锚锚杆用。第二节 凿岩岩钻车的的基本原原理一、平巷巷掘进凿凿岩钻车车1 凿凿岩钻车车应具备备的运动动条件:凿岩岩机能在在全断面面内进行行作业,即即按炮眼眼布置的的要求确确定孔位位。 凿岩岩机沿炮炮孔轴线线前进或或后退,即即凿岩机机的推进进运动。推进进器与工工作面成成任意角角度,以以便钻凿凿一定角角度的炮炮眼。推进进器的
19、补补偿运动动。每一一凿岩循循环应将将凿岩台台车撤离离或送进进工作面面,即台台车的行行走运动动。2、凿岩岩钻车的的组车及及工作原原理为了完成成上述运运动,凿凿岩钻车车的主要要组成部部分应包包括:凿凿岩机及及其推进进器、支支臂及其其变幅机机构、车车架及其其行走机机构、供供水及液液压操纵纵系统等等。工作作原理:3、钻车车的选择择在选择钻钻车时,应应考虑设设备的技技术、经经济指标标的合理理性和先先进性。(1)经经济指标标包括设设备的投投资、能能源消耗耗、材料料消耗、设设备维修修及管理理、设备备折旧等等费用。(2)技技术指标标包括设设备的先先进性和和对凿岩岩爆破工工艺要求求的适应应性,具具体包括括:凿岩
20、岩速度快快,工作作稳定可可靠、结结构简单单、便于于操作和和维修;满足足各种凿凿岩爆破破工艺对对钻孔布布置和深深度的要要求,以以及巷道道断面尺尺寸和运运输方式式等方面面的要求求。(3)凿凿岩钻车车的生产产率:每每班生产产按下式式计算:L=KVVTn102式中,nn凿岩钻钻车上同同时工作作的凿岩岩机数,T每班班纯工作作时间V技术术钻进速速度K凿岩岩机的时时间处用用系数,可可查表确确定。4、凿岩岩机类型型及台数数的确定定一般地,首首先选定定凿岩机机类型,再再据此选选定钻臂臂数和推推进器类类型。多多数凿岩岩钻车都都是配套套设计和和制造的的。比如如CGJJ2型钻车车使用776555型凿岩岩机,CCGJ2
21、Y型型钻车使使用YYYG8001型型液压凿凿岩机等等。凿岩钻车车上可安安装凿岩岩机的台台数n,主要要根据工工作面尺尺寸和所所需钻孔孔总深度度确定。即即:n= 1100LL / KKVVT =1000Zh / KKVT式中,LL所需钻钻孔的总总深度,L=Zh。Z所需需钻孔数数。h每班班所钻孔孔的平均均深度。二、采矿矿凿岩钻钻车在采用无无底柱分分段崩落落采矿法法的某些些金属矿矿山中,使使用CTTC7700TT和CTTC2214型型采场钻钻车钻凿凿中深孔孔。对于薄矿矿脉、小小巷道的的金属矿矿山,使使用CTTC1140和和SGCC1BB型采场场钻车钻钻凿浅孔孔。1、CTTC2144 型采采矿凿岩岩钻车
22、的的结构和和工作原原理:如如图所示示2、CTTC7000型采矿矿凿岩钻钻车的结结构和工工作原理理:如图图所示3、国产产采矿凿凿岩钻车车技术特特征:PP55页页表3-4所示示。三、凿岩岩钻车发发展近况况1、自动动化凿岩岩:在钻钻车上安安装有自自动控制制系统,实实现单孔孔循环自自动化,如如芬兰的的KS550A型型和瑞典典的BOOOm1131-05型型钻车。2、坐标标凿岩:每组炮炮眼都按按标准炮炮眼布置置图钻凿凿。如法法国Paantooforre型钻钻车。3、程序序凿岩:凿岩程程序控制制是由电电子操纵纵盘来完完成。如如法国SSecooma2270型型钻车。4、一机机多用,凿凿装联合合:如法法国255
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