【文章內(nèi)容簡介】 道、水電水平隧道掘進(jìn)工作中裝載巖石。由鏟斗及其驅(qū)動機構(gòu)、轉(zhuǎn)載運輸機、可繞縱軸線回轉(zhuǎn)的機架、行走機構(gòu)及油泵站等組成。如圖所示。技術(shù)特征：159頁表67所示。第二節(jié) 耙式裝載機一、耙式裝載機的應(yīng)有和特點1 耙式裝載機的應(yīng)用耙式裝載機分為：蟹爪式裝載機（LB150型、ZXZ60型）、立爪式裝載機（ZL100型）、頂耙式裝載機（ZYP60型）、雙工作機構(gòu)的耙式裝卸機（Z180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、貯物場的松散塊狀物料的裝卸作業(yè)。2 耙式裝載機的特點它的主要特點在于工作機構(gòu)的裝載方式上。①　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。②　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)載運輸機構(gòu)。③　卸載范圍較大。耙式裝載機在機頭和機尾兩端，根據(jù)作業(yè)要求，可實現(xiàn)在垂直方向上作升降運動以及隨機身作水平擺動。④　運距限制對生產(chǎn)能力影響較小。耙式裝載機的技術(shù)特征：175頁表71所示。二、各類耙式裝載機的組成和工作原理蟹爪式裝載機又名雙臂式裝載機。由機頭部、轉(zhuǎn)載運輸機、履帶行走裝置和液壓傳動裝置等組成。如圖所示。裝載機工作時向巖堆緩速推進(jìn)，承載板的前緣徐徐插入巖堆，落在承載板上的物料被蟹爪送到運輸機的受料口，并經(jīng)由刮板運輸機卸入停在機器后部的運輸設(shè)備中,屬于連續(xù)取料設(shè)備。立爪式裝載機立爪式裝載機結(jié)構(gòu)特點：如圖所示?！?優(yōu)點：①　插入、耙取物料的阻力小，功率消耗少，生產(chǎn)率高。②　裝載和耙取范圍大，作業(yè)靈活，操作方便。③　兩個立爪分別驅(qū)動，可交錯運動，又可同步運動，有利于清理和耙裝較大的巖塊。④　各個驅(qū)動機構(gòu)采用液壓系統(tǒng)，即使超負(fù)荷，也能保護(hù)各部分機構(gòu)不受損壞。⑤　可用于清理工作面和挖溝。耙斗式裝載機由耙礦絞車、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)滑輪牽引耙斗往返運動，巖石被耙斗耙運至轉(zhuǎn)載槽后部卸入礦車。目前，我國制造的耙斗式裝載機技術(shù)特征：181頁表72所示。此類設(shè)備主要用于平巷或斜井（傾角小于30176。）掘進(jìn)、凈高大于2m，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。按結(jié)構(gòu)和運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：如圖所示，由氣動抓斗、提升機構(gòu)、變幅機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)等分組成。抓巖機用鋼繩吊于井口的穩(wěn)車上，其機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81所示。二．中心回轉(zhuǎn)式抓巖機：如圖所示抓斗圍繞井筒中心作回轉(zhuǎn)運動和沿井筒直徑方向作往復(fù)運動，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) 單斗挖掘機一 單斗挖掘機的應(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等工作。目前，使用較多的單斗挖掘機的斗容有2m4m10m3和10~15m3等。為了使生產(chǎn)能力合理，在單斗挖掘機工作時，必須使挖掘機的斗容與運輸設(shè)備的容積合理配套?！?m3挖掘機與48T自卸卡車配套使用，適用于裝備年產(chǎn)量30萬噸以下的礦山；※ 2m3挖掘機與8~12T自卸卡車配套使用，適用于裝備年產(chǎn)量30~100萬噸的礦山；※ 4m3挖掘機與20T，32T或60T鐵軌自翻車配套，適用于裝備年產(chǎn)量100~500萬噸的礦山；※　8~12 m3挖掘機與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 單斗挖掘機工作裝置的主要類型：如圖所示。三 單斗挖掘機的選型 單斗挖掘機的選型技術(shù)特征192頁表91所示。四 單斗挖掘機的分類 常以轉(zhuǎn)動方式劃分為機械傳動、液壓傳動和混合傳動三大類?！? 機械式單斗挖掘機：由鏟頭動臂、回轉(zhuǎn)平臺、履帶行走機構(gòu)等組成，如圖所示?！? 液壓式單斗挖掘機：與械機式單斗挖掘機的組成部分和工作過程基本相同。它是在機構(gòu)式單斗挖掘機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高效率裝載設(shè)備。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)，直接控制各機構(gòu)的運動狀態(tài)，從而進(jìn)行挖掘工作。一般情況下，液壓挖掘機的工作裝置和回轉(zhuǎn)裝置必須是液壓傳動，只是行走機構(gòu)可以是液壓傳動，也可以是機構(gòu)傳動。與機構(gòu)式挖掘機相比，液壓式挖掘機具有結(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 礦山運輸機械第一節(jié) 礦用車輛一、礦車的用途及分類：軌道運輸是礦山運輸?shù)闹饕绞街?。礦車是一種軌道運輸?shù)闹饕\輸設(shè)備。根據(jù)礦車的用途不同，可分為：1．運礦車輛：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)。2．車皮系數(shù)：用車皮系數(shù)Kc表征。即：Kc為礦車自重Go與載重G比。查表可得Kc值。3．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機配套使用，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，一般多用于廢石運輸或小型礦山的礦石運輸。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，中機車停止運轉(zhuǎn)，依靠性力和反作用力，使整列礦車?yán)^續(xù)向前運動。待列車通過后，接通電源，電機車牽引，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、運輸系統(tǒng)、礦車用途、巖（礦）石性質(zhì)及裝卸條件等因素。① 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)卸式礦車。② 礦車用途。運輸廢石，多用翻轉(zhuǎn)車箱式礦車。③ 運距。當(dāng)運距短時，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。④ 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124。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)在整個運輸線路能運行的循環(huán)次數(shù)。它與裝車時間、卸礦時間、空重車運行時間補助作業(yè)時間有關(guān)。礦車數(shù)量按下式計算：（輛）Z0=Ab/GXK1K2K3式中，Z0―所需礦車數(shù)量，Ab―班運輸量，G―礦車有效載重量，K1―雜用系數(shù)，K2―檢修系數(shù)，K3―備用系數(shù)，X―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。Z0=ΣZiK2K3式中，Zi―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) 礦用電機車一、礦用電機車分類及技術(shù)特征按作業(yè)環(huán)境不同，分為露天礦用電機車（ZG系列）和井下礦用電機車，（ZK系列和XK系列）。按電源種類不同，分為直流電機車和交流電機車。按供電方式不同，分為架線式電機車和蓄電池式電機車。礦用電機車技術(shù)特征：255頁表131所示。二、井下礦用電機車的構(gòu)造：如圖所示，由機械和電氣兩大部分組成。 1．車架：車架是安裝所有機械、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。它是把電機車運行時的沖擊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：目前都采用直流串激電動機，它具有機械特性軟、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、電機車的選型應(yīng)考慮運輸量、采礦方法、裝礦點分布情況、運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車；反之，應(yīng)選用大噸位電機車；專為掘進(jìn)巷道用、運輸人員、材料和線路維修的，應(yīng)選用小噸位電機車；運距長、運量大的平峒，應(yīng)選用大噸位電機車。若為雙機牽引時，應(yīng)選用兩臺同型號電機車。四、電機車運輸計算原始資料：設(shè)計生產(chǎn)率，運距、線路平面圖和縱剖面圖以及電機車和礦車的規(guī)格、性能，每班需要運人員、材料、設(shè)備列車數(shù)等。1．列車運行阻力① 基本阻力：指列車沿水平的直線軌道勻速運行時所受到的阻力。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。W1＝（P+Q）gω式中，W1基本阻力，P－電機車自重，Q－礦車組自重，ω－列車基本阻力系數(shù)ω值與軸承類型、礦車容積、軌面狀態(tài)等因素有關(guān)，可查表。② 坡道阻力：指列車在坡道上運行時，由于列車重量沿傾斜方向的分力所引起的運行阻力。W2＝177。（P+Q）gsinβ式中，W2－坡道阻力，β－坡道與水平面的夾角，正號表示上坡，負(fù)號表示下坡。③ 彎道阻力：指列車在彎道上運行時，克服的彎道阻力。W3＝（P+Q）gωw式中，ωw－彎道阻力系數(shù)，ωw＝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，④ 慣性阻力：指列車以加速度或減速運行時所受到的阻力。W4＝177。（P+Q）a 式中，a－列車的加速度或減速度，當(dāng)列車加速時，a＞0，取正號；當(dāng)列車減速時，a＜0，取負(fù)號。⑤ 列車運行阻力為：W=W1+ W2+ W3+ W42 　電機車牽引礦車數(shù)的計算①　按電機車的起動條件計算牽引重量：根據(jù)井下運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。電機車的牽引力為：　　F =（P+Qzh）g(ωzh+ip+ωw+)式中，Qzh－礦車組重車重量，即牽引重量，ωzh－重列車起動阻力系數(shù)，查表，ip－線路平均坡度，ip＝1000（i1L1＋i2L2＋i3L3＋…）/ (L1+ L2+ L3+…)iii3…，L1 、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嚒茏畲笳持?。F≤Pngμ式中，Pn－電機車主動輪軸壓在鋼軌上的總壓力，亦為電機車的粘著重量。當(dāng)為雙軸驅(qū)動時，Pn＝Pμ－電機車的粘著系數(shù)，查表可得。聯(lián)合上述兩式，可求得：Qzh≤[Pnμ/（ωzh+ip+ωw+）]－P②　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+Qzh)( +ipωzh)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，電機車制動應(yīng)滿足下列兩個條件：★　一是電機車的照明燈有效射程要求制動距離★　二是電機車制動避免被閘瓦抱死，要求電機車的最大制動力≤粘著力，即：　　 B≤Pzgμ式中，Pz－電機車的制動重量；聯(lián)合上述兩式，可求得：Qzh≤（Pzμ/+ ipωzh）－P所以，電機車牽引的礦車數(shù)Z為：Z= Qzh /(G+G0)式中，Qzh－按相關(guān)條件計算的牽引重量中之較小值；G—礦車的有效載重量；G0—礦車的自重；③　按牽引電機車的溫升條件進(jìn)行校驗溫升條件：指牽引電機車的溫升不超過允許溫升，亦即電動機的等值電流Id不應(yīng)超過它的長時電流Ich。首先，計算電機車牽引重車和空車運行時，每臺牽引電動機的重牽引力Fzh