《矿山机械设备》讲稿

《矿山机械与设备》教案

导论学习容及学习目标

第一章概论第二章凿岩机及凿岩工具

第三章凿岩钻车第四章潜孔钻机

第五章牙轮钻机第六章装载机械

第七章矿山运输机械第八章矿井提升设备

第九章提升设备的运动学与动力学

第十章矿井提升机的电力拖动装置与制动装置第十一章多绳摩擦提升主讲：胡运金班级：矿物资源07级

矿山机械与设备导论

教学目标：⑴通过露天矿山和地下矿山的开采工艺过程了解矿山常用的机械设备

⑵明白本课程学习容和学习目标

⑶了解影响矿山机械与设备的岩石软科学性质

学时分配：3学时

教学重点和难点：重点：矿山工程中常用的机械设备类型难点：无

教学方法：讲授案例多媒体

教学容

一、矿山工程常用的机械与设备

通过模型图片、视频，了解无奇不有矿山和地下矿山开采的工艺过程及其常用机械与设备类型。

钻孔机械

掘进机械

运搬设备

提升设备

流体设备

支护设备

其他设备

二、《矿山机械与设备》课程学习容和目标

学习容：⑴ 矿山常用机械设备的类型

⑵ 矿山机械设备的组成、工作原理

⑶ 矿山机械设备的造选型

⑷ 矿山机械设备的应用

主要学习目标：熟悉主要矿山机械设备组成、结构、工作原理

熟悉各种机械设备的选型，掌握主要机械设备的造型计算

了解种类机械设备的特点及其应用

三、岩矿的物理机械性质

㈠ 岩(矿)的主要物理机械性质

1、容重：单位体积原生岩石的重量

2、松散性：整体岩石被破碎后，其容积增大的性能，常用岩石的松散系数K 表示。K 指岩石破碎前、后容积之比。

3、强度：岩石抵抗机械破坏（拉、压、剪）的能力。岩石机械强度受岩石的孔隙度、异向性和不均匀性的影响而变化很大，一般情况下，抗拉强度（1/10~1/50）<抗剪强度（1/8-1/12）<抗压强度

4、硬度：指岩石抵抗尖锐工具侵入的性能。它取决于岩石的结构、组成颗粒的硬度及形状和排列方式等。硬度越大，钻凿越困难。

5、弹性：即当撤销所受外力后，岩石恢复原来形状和体积的性能。弹性越大，钻凿越困难。

6、脆性：岩石被破碎时不带残余变形的性能。脆性越大，钻凿越容易。

7、耐磨性：岩石磨损工具的性能。耐磨性越大，钻凿越困难

8、稳定性：岩石暴露出自由面后，不致塌陷的性能。

凿岩时岩石的破碎是多种因素综合作用的结果。在上述诸多因素中，岩石的硬度、强度和脆性是主要的因素，又可将它们概括为岩石的坚固性。

㈡ 岩石分级

岩石的坚固性常以坚固系数f 表示。100σ

=f

f 不仅是综合反映岩石破碎难易程度的指标，而且，也是选用破碎方法和钻孔机械的主要依据。

根据f 值，将岩石进行分级，称为普氏分级法。

第一篇钻掘机械

第一章凿岩机械

教学目标：⑴熟悉凿岩机械的类型

⑵掌握风动凿岩机工作机构的组成及其工作原理

⑶熟悉各种凿岩机械的特点及其应用场合和条件

⑷熟悉与凿岩机配套使用的凿岩工具

学时分配：9学时

教学重点：各种凿岩机工作机构的组成、工作原理和性能特点及其应用条件

教学难点：风动凿岩机主要参数的分析与计算气阀结构及原理

教学方法：讲授多媒体

教学容

第一节岩石的破碎过程

钻凿岩石的机械方法有冲击作用、旋转作用和旋转冲击联合作用等三种方式，如图所示。

一、冲击式凿岩过程

向钻头施加一个垂直于岩石表面的冲击力，在此冲击力作用下，使钻头切入并破碎岩石。

二、旋转式凿岩过程

向钻头施加一个扭转力和一个固定的轴向力，钻头以螺旋线形向前运动，并破碎岩石。

三、旋转冲击式凿岩过程

向钻头施加一个扭转力和一个间歇的轴向力，使钻头与岩石表面成一定的倾角向岩石钻进。

第二节钻孔机械种类

一、根据破碎岩石的过程不同，可将钻孔机械分为：

1、旋转式钻机：如多刃切削钻头钻机、金刚石钻头机等，主要用于在中等硬度以外的岩石或煤矿中钻孔。

2、冲击旋转式钻机：如凿岩机、潜孔钻机、钢绳冲击式钻机等，主要用于在中等硬度以上的岩石中钻孔。

3、旋转冲击式钻机：如牙轮钻机，主要用于在中等硬度以上的岩石中钻孔。

二、根据钻机使用场地不同，又可分为井下钻机和露天钻机。

三、根据钻孔深度不同，可分为深孔钻机和浅孔钻机。

此外，还机械凿岩、热力剥落凿岩、熔融气化凿岩和化学凿岩等。

第二章凿岩机及凿岩工具

第一节凿岩机械

凿岩机械分为凿岩机和钻机两类，钻机又有露天钻机和井下钻机之分。凿岩机是用于在中硬以上的岩石中，钻凿直径为20～100毫米、深度在20米以炮孔的机械，按其动力不同可分为风动、燃、液压和电力凿岩机

一、凿岩机的工作原理：

各种凿岩机的动作原理都是冲击转动式。即利用压差作用迫使活塞在缸体用作高速往复运动，并冲击钎尾。如图所示。

二、凿岩机的分类及各类凿岩机的工作原理、使用条件

按照冲击钎尾和转动钎头所用的驱动力不同，划分有风动、电动、燃、液压等类型凿岩机。

1、气动凿岩机：以压缩空气为驱动力。使用广泛。

①种类：手持式凿岩机（Y-3、Y-26）、气腿式凿岩机（YT-24、7655、YT-26、YT-28、YTP-26型）、伸缩式（上向式）凿岩机（YSP-45、01-45型）、导轨式（柱架式）凿岩机（YG-40、YG-65、YG80、YGZ-90型）。如图所示。

②主要组成机构及工作原理：

☆冲击配气机构：由配气机构、气缸、活塞和气路等组成，其作用是将压缩空气依次输送到气缸的后腔和前腔中，推动活塞作往复运动，从而获得活塞对钎尾的连续冲击动作。如图所示。

☆转钎机构：常用的转钎机构有回转和外回转两大类。回转式是当活塞往复运动时，借助棘轮机构使钎杆作间歇转动，如图所示。外回转式是由独立的发动机带动钎杆作连续转动。

☆排粉系统：排粉方式有凿岩时注水冲洗加吹风和停止冲击强力吹扫两种。其作用是将凿岩过程中产生的岩粉及时排出孔外。

☆凿岩机的支承及推进机构：以气腿为主。如图所示。

其作用一是支承凿岩机重量；二是克服凿岩机工作时的后座力，使活塞冲击钎尾时钎刃能抵住孔底，以提高凿岩效率。

☆操作机构：由操纵手柄组成（控制凿岩操纵阀、气腿的调压阀及换向阀），如图所示。

调压阀：用于无极地调节气腿的轴推力，以适应凿岩机各种不同条件下作业时对轴推力的要求。

换向阀：用于改变调压阀腔进气方向，从而使气腿伸缩。

润滑系统：一般都在进气管路上连接一个自动注油器，实现自动润滑。