【正文】 《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)：⑴　通過(guò)露天礦山和地下礦山的開采工藝過(guò)程了解礦山常用的機(jī)械設(shè)備　　　　?、啤∶靼妆菊n程學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)　　　　?、恰×私庥绊懙V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(wú)教學(xué)方法：講授　案例　　多媒體教學(xué)內(nèi)容一、礦山工程常用的機(jī)械與設(shè)備通過(guò)模型圖片、視頻，了解無(wú)奇不有礦山和地下礦山開采的工藝過(guò)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：⑴　礦山常用機(jī)械設(shè)備的類型　　　　?、啤〉V山機(jī)械設(shè)備的組成、工作原理　　　　?、恰〉V山機(jī)械設(shè)備的造選型　　　　?、取〉V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)㈠ 巖(礦)的主要物理機(jī)械性質(zhì)容重：?jiǎn)挝惑w積原生巖石的重量松散性：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、后容積之比。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（1/10~1/50）抗剪強(qiáng)度（1/81/12）抗壓強(qiáng)度硬度：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。彈性：即當(dāng)撤銷所受外力后，巖石恢復(fù)原來(lái)形狀和體積的性能。彈性越大，鉆鑿越困難。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。耐磨性：巖石磨損工具的性能。耐磨性越大，鉆鑿越困難穩(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。㈡ 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)：⑴　熟悉鑿巖機(jī)械的類型　　　　?、啤≌莆诊L(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)工作機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理　　　　?、恰∈煜じ鞣N鑿巖機(jī)械的特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合和條件　　　　?、取∈煜づc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(guò)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。 一、沖擊式鑿巖過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程不同，可將鉆孔機(jī)械分為：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。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，主要用于在中等硬度以上的巖石中鉆孔。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20～100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)。氣動(dòng)鑿巖機(jī)：以壓縮空氣為驅(qū)動(dòng)力。使用廣泛。① 種類：手持式鑿巖機(jī)（YY26）、氣腿式鑿巖機(jī)（YT2765YT2YT2YTP26型）、伸縮式（上向式）鑿巖機(jī)（YSP40145型）、導(dǎo)軌式（柱架式）鑿巖機(jī)（YGYG6YG80、YGZ90型）。如圖所示。② 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(guò)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(wú)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(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。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。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。① 分類：離心沖擊錘式和曲柄連桿活塞式。② 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。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)特征液壓鑿巖機(jī)：※ 優(yōu)點(diǎn)：① 動(dòng)力消耗少，能量利率高；② 鑿巖機(jī)性能和鑿巖速度較高；③ 潤(rùn)滑條件好，零部件壽命高；④ 可一人多機(jī)操作，臺(tái)班工效高?！? 缺點(diǎn)：① 機(jī)器零部件制造和裝配精度嚴(yán)格；② 維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)和成本費(fèi)用高；③ 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2～３所示。２、電動(dòng)鑿巖機(jī)：※ 優(yōu)點(diǎn)：① 動(dòng)力單一；② 成本低；③ 機(jī)械效率高?！? 缺點(diǎn)：① 沖擊力和沖擊頻率較低；② 零件易損壞。※ 電動(dòng)鑿巖機(jī)技術(shù)特征：P33頁(yè)表2～24所示。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(méi)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2～25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：作業(yè)場(chǎng)所（平地、天井、豎井和廣場(chǎng)等）；鉆孔的方向、孔徑和深度；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： 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(jiān)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(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、Ⅱ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(guò)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。帶釬肩的六角形斷面釬尾：用于氣腿式鑿巖機(jī)。帶凸臺(tái)的圓形斷面釬尾：用于導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)。無(wú)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)：⑴　熟悉鑿巖機(jī)械的類型　　　　?、啤≌莆诊L(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)工作機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理　　　　?、恰∈煜じ鞣N鑿巖機(jī)械的特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合和條件　　　　?、取∈煜づc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。按其行走機(jī)械分為：軌輪式、輪胎式和履帶式。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)。適用于中小型露天采礦場(chǎng)、土建工程等作業(yè)場(chǎng)所?！铩【蜻M(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?！铩〔傻V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?！铩″^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：①　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。 ②　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)。③　推進(jìn)器與工作面成任意角度，以便鉆鑿一定角度的炮眼。④　推進(jìn)器的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。⑤　每一鑿巖循環(huán)應(yīng)將鑿巖臺(tái)車撤離或送進(jìn)工作面，即臺(tái)車的行走運(yùn)動(dòng)。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：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：①　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；②　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=KVTn102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。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(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(wú)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(chǎng)鉆車鉆鑿中深孔。對(duì)于薄礦脈、小巷道的金屬礦山，使用CTC－140和SGC－1B型采場(chǎng)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：如圖所示國(guó)產(chǎn)采礦鑿巖鉆車技術(shù)特征：P55頁(yè)表34所示。三、鑿巖鉆車發(fā)展近況自動(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BOOm13105型鉆車。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。程序鑿巖：鑿巖程序控制是由電子操縱盤來(lái)完成。如法國(guó)Sea270型鉆車。一機(jī)多