矿山机械与设备习题答案

一．简述两种矿井开拓方式及特点？

答：矿井开拓方式有斜井开拓和立井开拓两种方式。

1斜井开拓：井筒施工简单，速度快，投资少，提升能力大。改、扩建比较方便，容易实现多水平生产。

2立井开拓：提升速度快，提升能力大，机械化程度高，易于搞自动化。通风条件好，线管短，人员升降速度快。二．简述凿岩机的工作原理？

答：凿岩机是按冲击破碎原理进行工作的。工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。在冲击力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深度，形成一道凹痕。活塞退回后，钎杆转过一定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾时，又形成一道新的凹痕。两凹痕之间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。活塞不断地冲击钎尾，并从钎杆的中心孔连续地输入压缩空气或压力水，将岩渣排除孔外，即可形成一定深度的圆形钻孔。

三．凿岩台车如何实现推进器的摆动，俯仰，补偿，及钻臂的升降，摆动和旋转等动作?

答在摆角液压缸的作用下，可实现推进器的水平摆动，通过俯仰液压缸可实现推进器的俯仰运动，以钻凿不同方向的炮眼。在补偿液压缸的作用下，推进器作补偿运动，使导轨前端的顶尖始终紧顶在岩壁上以增加支臂的工作稳定性，并在钻壁因位置变化引起导轨顶尖脱离岩壁时起距离补偿作用。钻壁及变幅机构完成钻壁的升降，摆动和旋转。四．简述耙装机和铲装机的组成和工作原理？

答：耙装机主要由耙斗，绞车，台车和料槽等组成。工作原理：机器靠人力或其他牵引机械的作用在轨道上移动。耙斗在钢丝绳牵引下从工作面的岩堆耙取岩渣，沿料槽的簸箕口，连接槽和中间槽运到卸载槽，从卸料口装入矿车中。然后，钢丝绳反向牵引将耙斗又拉回到工作面的岩堆上。如此循环往复，直到装满一个矿车。

铲装机由工作机构，提升机构，会中机构，行走机构和操纵机构等组成。工作原理：装岩开始时，在距离岩堆1~1.5m处，放下铲斗，使其贴着地面，开动行走机构，借助惯性将铲斗插入岩石堆，同时开动提升机构，铲斗边插入边提升。铲斗装满后，行走机构后退，并继续提升铲斗，与铲斗焊在一起的斗臂沿回转台上的导轨滚动，直到铲斗向后翻转到末端位置，碰撞缓冲弹簧，铲斗内的岩石借助于惯性抛出，卸入连接在机器后部的矿车内。卸载后，铲斗靠自重和缓冲弹簧的反力从卸载位置返回到铲装位置，同时使行走装置再换向，机器由向前走向岩石堆，铲斗再次插入岩石堆，开始下一个产状循环。

五．简述部分断面掘进机的主要功能及实现方式？

答:部分断面掘进机可实现破碎煤岩，装载运输，调动行走，喷雾灭尘等功能。

掘进机在工作时，利用电动机通过减速驱动装有截齿的截割头旋转，在推进液压缸或行走履带的配合下，将截割头切入煤岩壁后，再按一定方式摆动截割头直至掘出所要求的形状和尺寸的巷道断面。被截割头切落下来的煤岩由装运机收集，转运至后面的配套运输设备。在切割作业同时，开动喷雾除尘系统，以消除截割煤岩时产生的粉尘。掘进机发展方向：增强截割能力，提高工作可靠性，稳定性，对地质条件的适应性，研究新型刀具和截割技术，发展自动控制技术，发展掘锚机组，实现快速掘进。

六．掘进机内伸缩和外伸缩有何优缺点？

答：外伸缩：优点：结构简单，伸缩部件加工容易，精度要求较低；缺点：结构尺寸和移动重量较大，推进阻力大，不利于机器的工作稳定性。内伸缩:优点：结构尺寸小，移动部件重量轻，移动阻力较小，利于机器的稳定。

缺点：需要有较长的花键轴，加工较难，结构也比较复杂。

七．简述双滚筒采煤机的组成及工作原理？

答：采煤机主要由电动机，牵引部，截割部和附属装置等部分组成。工作原理：电动机是滚筒采煤机的动力部分，它通过两端输出轴分别驱动两个截割部和牵引部。牵引部通过其主动链轮与固定在工作面输送机两端的牵引链相啮合，使采煤机沿工作面移动，是行走机构。左、右截割部减速箱将电动机的动力经齿轮减速后传给摇臂的齿轮，驱动滚筒旋转。滚筒是落煤和装煤的工作机构，滚筒上焊有端盘及螺旋叶片，其上装有截齿。螺旋叶片将截齿割下的煤装到刮板运输机中。滚筒一侧装有弧形挡板，它可以根据不同的采煤方向来回翻转180°，底托架是固定和承托整台采煤机的底架，通过四个滑靴将采煤机骑在刮板运输机的槽帮上，底托架内的调高液压缸可使摇臂连同滚筒升降，以调节采煤机的采高。调斜液压缸用于调整采煤机的纵向倾斜度，以适应煤层走向起伏不平时的截割要求。电气控制箱内部装有各种电控元件，用于采煤机的各种电器控制和保护。

普采：采煤机由下向上采煤。随采煤机后清理顶煤，挂顶梁。在采煤机后清出新轨道，并推移刮板输送机。后支撑液压支柱。综采：由工作面一断到另一端。随采煤机向前牵引，移动液压支架。推刮输送机。无连牵引：移动平稳，振动小，降低了故障率。可采用多牵引，以适应大倾角工作。提高产量，取消了断链事故，对地质条件要求高八．简述采煤机的主要技术参数及确定方法？

答：一，采煤机的生产率1理论生产率：它是采煤机的最大生产率，计算公式为：Qt=60HBVpρt/h

2技术生产率：它是指在除去采煤机必要的辅助工作和排除故障所占用的时间外的生产率。计算公式为：Q=Qt*K1 t/h 3实际生产率：Qm=Q*K2t/h

二，采高：采煤机的实际开采高度。适用的煤层厚度不宜超过采煤机最大采高的90%~95%，不宜小于采煤机最小采高的110%~120%。

三，截深：采煤机截割机构切入煤壁的深度B。包煤层中，宜用较大的截深；反之，采高很大时，宜用较小的截深。采煤机截深应略小于液压支架的推移步距。

四，截割速度：滚筒上截齿齿尖的切线速度。一般为3.5~5.0m/s,少数机型只有2.0m/s左右。

五，验算采高范围，卧底量和机面高度。

最大采高：H max=A-h/2+Lsinαmax+D/2 最小采高：H min=A-h/2+Lsinαmin+D/2

最大卧底量：K max=A-h/2+Lsinβmax-D/2 最小卧底量：K min=A-h/2+Lsinβmin-D/2

六，牵引速度：采煤机沿工作面移动的速度。新型采煤机的最大牵引速度可达20m/min左右，截割牵引速度可达10~12m/min。七，牵引力：P=(1~1.3)N KN N—装机功率（KW）

八，采煤机质量：M=（0.07~0.1）N t N—电动机功率（KW）

九、简述液压支架的工作原理及各部分的作用？

答：工作原理：液压支架以高压液体为动力，通过各种动力油缸的伸缩，是支架完成升起、降落、行走和推移运输机等各种动作，以便支架随工作而不断推进而反复支撑，前移和调整。各部分作用：（1）承载结构件：①顶梁：承接顶板岩石及煤的载荷；反复支撑顶煤，可对比较坚硬的顶煤起破碎作业.同时，也为回采工作面提供足够的安全操作空间。②掩护梁：防止采煤区冒落矸石窜入工作面，承受冒落矸石压力。③底座：为立柱，推移机构及其他辅助装置形成安装空间；为工作人员创造良好工作环境；保证支架稳定性；具有一定的排矸挡矸作用。④前后连杆：承受顶板的水平和侧向力，使立柱不受侧向力；使支架顶梁前端与煤臂的距离尽可能小，更好的支护顶板。⑤尾梁:支撑松动的顶煤及顶板岩石，维护良好的工作空间；为插板提供支点，为实现放煤创造条件。（2）液压缸：为实现支架的各种动作，产生液压动力。①立柱：承受顶板载荷②推移输送机和拉移支架③尾梁千斤顶：支撑尾梁及其外载④插板千斤顶：通过其伸缩，实现插板的放顶煤与阻挡矸石，还可以捣碎块煤。（3）护帮装置：防止片帮伤人和引起冒顶。升柱、降柱、移架、推溜。

十、简述中间支架的三种结构形式？

答：中间支架按其结构形式划分，可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三类。1支撑式支架：利用立柱与顶梁直接支撑和控制工作面的顶板。特点：立柱多，支撑力大，切顶性能好；顶梁大，通风断面大，适用于中等稳定以上的顶板。2掩护式支架：利用立柱，短顶梁支撑顶板，用掩护梁来防止岩石落入工作面。特点：立柱少，切顶能力弱；顶梁短，控顶距小；由前后连杆和底座铰接构成的四连杆机构使抗水平力的能力增强，立柱不受横向力。调高范围大，适用于松散破碎的不稳定或中等稳定顶板。3支撑掩护式支架：具有支撑式顶梁和掩护式掩护梁，它兼有切顶性能和防护作用，适于压力较大，易冒落的中等稳定或稳定的顶板。

1 简述矿井提升运输系统的特点。答：环节多,运输设备多，费用高, 运输设备要求高

2 简述煤矿提升设备的组成及各自作用。

主要由提升容器，提升钢丝绳，提升机，天轮，井架，及装卸载设备等组成

主提升设备和副井提升设备，按容器分可分为箕斗设备和罐笼提升设备，罐笼可用于升降人员和设备，提升煤炭和矸石以及下放材料；箕斗用于提升煤炭和矸石；提升机提供动力按提升机类型分可分为缠绕式提升设备和摩擦式提升设备，按井筒倾角分可分为立井提升设备和斜井提升设备。

装卸载设备:用于物料的装卸载提升容器:提升物料和升降人员的容器天轮:用于将钢丝绳挂起改变运动方向井架:支撑作用提升机:提供动力的装置

3 简述调绳离合器的作用及适用范围。

作用：使活卷筒与主轴联接或脱开，以便在调节绳长或更换水平时，能调节两个容器的相对位置

适用范围：涡轮蜗杆离合器：在旧系列卷筒直径为3m以下的提升机采用

摩擦离合器：在早期提升机采用过齿轮离合器：国产JK系列提升机

4简述各类型提升机的适用范围。 3.多绳摩擦式提升机：用于中等深度的矿井（350-1000m）

1单绳缠绕式提升机：分为单卷筒和双卷筒提升机，单卷筒一般用于产量较小的斜井或开凿井筒时作单钩提升，但不便于调节绳长;双卷筒提升机在我国矿井应用最多，一般用于双钩提升2多绳缠绕式提升机：适用于深井和大载荷提升，在浅井，斜井大提升量不宜采用摩擦提升机，单绳缠绕式又不能满足要求时，可以采用多绳缠绕式提升机5摩擦式提升机进行动防滑分析原因提升机在加速，减速过程中，受力会发生改变，惯性力对防滑系数产生影响

6 钢丝绳张力不平衡的原因及消除措施。原因：（1）材质及捻制工艺的不均造成每根钢丝绳刚度的偏差，（2）各绳槽直接车削的偏差，引起绳槽直径大的钢丝绳张力大，（3）安装误差造成各钢丝绳长度偏差，长度小的钢丝绳承受的张力大，（4）钢丝绳蠕动量偏差措施：（1）尽量消除各钢丝绳物理方面的差异（2）设有车槽装置，定期及时车削绳槽（3）采用张力平衡机构（4）定期调整钢丝绳张力差（5）采用弹性摩擦衬垫

7 如何调节钢丝绳张力差。主要的调整装置有（1）垫块式调绳装置，用减少或增加垫块的数量来增长或缩短钢丝绳长度（2）螺旋调绳器，采用人工螺旋杆使之与螺母产生相对转动，从而在一定范围内调整绳长（3）螺旋液压式调绳装置，特点是比螺旋调整绳长精度高，利用液压平衡原理能保持调绳后各绳张力相等

8 如何提高钢丝绳动防滑安全系数。（1）采用高性能的摩擦衬垫（2）增大围包角（3）采用平衡锤单容器提升（4）在钢丝绳上涂增加摩擦系数的涂料（5）加重容器（6）采用重尾绳系统

9 提升机深度指示器的作用。（1）向司机指示容器在井筒中的位置（2）容器接近井口停车位置时发生减速信号及减速控制指令（3）当提升容器过卷时使在指示器上的终点开关动作，切断安全回路，实现安全制动（4）减速阶段提供给定速度并通过限速装置实现过速保护

10提升机制动系统的作用。（1）正常工作制动，即在减速阶段参与提升机的速度控制（2）正常停车制动，即在提升终了或停车时闸住提升机（3）安全制动，当发生紧急事故时，迅速及时闸住提升机（4）调绳制动，当双卷筒提升机在调绳或更换水平时闸住活卷筒，松开死卷筒

11罐笼的承接装置。 1.罐座2.摇台 3.支罐机4承接梁

12立井箕斗的选择参数及选择步骤参数选择 1.矿井年产量An,t；2.矿井深度Hs,m；3.提升设备工作制度;4.装载高度Hz 5.卸载高度Hx6.煤的散密度γ，kg/m3。

选择步骤 1 确定合理的经济速度2 估算一次提升循环时间3 确定一次合理提升量4 选择标准箕斗5 核算箕斗的一次实际提升量6 确定一次提升循环的实际时间7 计算实际提升速度

13防坠器的组成及分类。组成：（1）开动机构（2）抓捕机构（3）传动机构（4）缓冲机构

分类○1木罐道防坠器；2钢轨罐道防坠器3制动绳防坠器

14 防过卷缓冲装置的功能及过卷事故的对策。功能：三方面，防止阻挡，吸能以及容器捕捉能力

对策：（1）要尽量使过卷事故少发生（2）一旦发生则控制事故损失最为少（3）井下应设防过放装置

15 三机配套的各自功能。1担负运煤任务且作为移架支点的刮板输送机；2担负顶板支护及刮板输送机推移的液压支架；3可以沿刮板输送机纵向行走且担负落煤和装煤任务的采煤机。

16 刮板输送机的溜槽的分类及各自功能。分为中部，过渡，调节，阻链和上链溜槽；

中部溜槽防止溜槽中的货物在两节中板接头缝隙处漏下过渡溜槽安装在机头架（机尾架）与中部溜槽中间漆运煤过渡作用调节溜槽用以调节刮板输送机的总长度阻链溜槽供紧链是安装阻链器之用上链溜槽其作用是使从下槽脱出的回空刮板链在运行中顺利地进入槽内。按刮板输送机溜槽的布置方式和结构，可分为并列式及重叠式两种，按链条数目及布置方式，可分为单链、双边链、双中心链和三链4种。

17刮板输送机的紧链装置的分类。1棘轮紧链器2摩擦轮紧链器3闸盘紧链器4液压缸紧链器

18 带式输送机的结构及工作原理 1. 输送带 2.驱动装置:其主要结构由联轴器、减速器、驱动滚筒组成3.托辊及机架:托辊的作用是支承输送带，减小运输阻力，使输送带垂度不超过规定限度，保证输送带平稳运行。4.拉紧装置（作用：1保证输送带具有足够的张力，使滚筒与输送带之间产生足够的摩擦；2限制输送带在相邻两托辊间的下垂度。）5.制动装置:有逆止器和制动器。逆止器是供向上运输的输送机停机后防止输送机逆转用。制动器是供向下运输的输送机停机用6.储带装置:它应用于可伸缩带式输送机中7.清扫装置:保证带式输送机的清洁

原理：工作时，驱动滚筒通过它与输送带之间的摩擦力驱动输送带运行。货载装在输送带上并与输送带一起运行。

带式输送机一般是利用上分支输送带输送货载的，并且在端部卸载。利用专门的卸载装置也可在中间卸载。

19 两种电机车的特点及适用范围架线式电机车优点成本低、设备简单、运输能力大、效率高、运输可靠且易维护缺点架线与电机车的受电弓之间产生电弧火花，使其在煤矿井下的使用范围受限。适用于非瓦斯矿井及全风压通风的低瓦斯矿井的主要运输巷道内

蓄电池式电机车优点：可靠的防爆性能缺点：初期投资和运转费用较高

分类一般型：适用于无瓦斯煤尘爆炸危险的矿井巷道安全型：有瓦斯、煤尘、通风条件良好的矿井巷道防爆特殊型：有瓦斯煤尘爆炸危险的矿井巷道,适用于全风压通风的瓦斯矿井主要运输巷道，掘进巷石通道

20 矿车的分类及三种主要矿车

矿车类型（用途）1运散装物料固定车厢式翻转车厢式低卸式2运材料与设备材料车、平板车

3运人平巷人车斜巷人车4特殊用途仓式列车、消防车、水车等

分类：固定车厢式矿车优点：结构简单、制造容易、使用可靠、车皮系数较小、容积系数较大、紧固耐用、维修方便。缺点：必须有专用卸载设备，卸载效率低使用范围：中小型煤矿

底卸式矿车优点：卸载速度快、矿车重心低、稳定性较好缺点：结构复杂、维修量大

使用范围：新矿、旧矿挖潜。人车平巷和斜巷人车主要区别：斜巷有防坠器

矿井排水系统分为集中和分段两种。离心式水泵原理：启动前，先由注水漏斗想泵内注水，然后启动水泵，叶轮中的水被带动旋转。水在离心力的作用下从叶轮边缘甩出，在叶轮入口造成一定的真空度吸水井中的水在大气压下进入叶轮，不间断进行。主要部件：流通部件，密封装置，轴向推力平衡装置及传动装置。性能参数：流量，功率，扬程，效率，转速，允许吸上真空度开启：检查设备是否故障，向泵腔和吸水管注水，关闭水泵出口闸阀，送电，额定转速后，将水泵出口闸阀开到适当程度。停止：先关闭闸阀后停机

通风设备：通风机组，电气设备，通风网路，辅助装置。作用：输送空气，调节温度和湿度，改善环境。分为：抽出式和压入式。系统：中央对角中央边界式。参数：流量，风压，转速，功率，效率。离心式和轴流式：轴流式结构紧凑，体积小，重量轻，传动简单，结构复杂。风压低，流量大，反风方法多联合工作性能差。适用于阻力变化大风量小的大中型矿井。离心式：结够简单，维修方便，尺寸大，转速低，联合运行稳定，启动前，闸门要关闭，以减少负荷适合于矿井阻力小风量变化大的中小型矿井。