矿山机械_第二章_掘进机械

1、 凿岩机凿岩机冲击破碎原理：冲击破碎原理： 工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。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，又转过一定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾，又形成一道新的凹痕。两凹痕之间的扇形岩块被由钎形成一道新的凹痕。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，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输入压缩空气

2、或压力水，将并从钎杆的中心孔连续输入压缩空气或压力水，将岩渣排出孔外，形成一定深度的圆形钻孔。岩渣排出孔外，形成一定深度的圆形钻孔。1-凿岩机缸体；凿岩机缸体；2-活塞；活塞；3-钎杆；钎杆；4-钎头钎头 钎子是凿岩机破碎岩石和形成岩孔的刀具，钎子是凿岩机破碎岩石和形成岩孔的刀具，它由钎头它由钎头2、钎杆、钎杆1两部分组成。钎杆和钎头连两部分组成。钎杆和钎头连接方式有两种：一种是锥面摩擦连接，另一种接方式有两种：一种是锥面摩擦连接，另一种是螺纹连接。是螺纹连接。（5）所有电气设备都应具有防爆性能，采煤机能）所有电气设备都应具有防爆性能，采煤机能在有煤尘瓦斯爆炸危险的工作面内安全工作。在有煤尘瓦

3、斯爆炸危险的工作面内安全工作。（6）电动机、传动装置和牵扯引部应具有超负荷）电动机、传动装置和牵扯引部应具有超负荷安全保护装置。安全保护装置。（7）具有防滑装置，以防机器沿斜坡自动下滑。）具有防滑装置，以防机器沿斜坡自动下滑。（8）具有内外喷雾灭尘装置。）具有内外喷雾灭尘装置。（9）工作稳定可靠，操作简单方便，操作手把或）工作稳定可靠，操作简单方便，操作手把或按钮尽量集中，日常维护工作少而容易。按钮尽量集中，日常维护工作少而容易。 凿岩机的种类很多，按所用动力可分为凿岩机的种类很多，按所用动力可分为气动、电动、内燃和液压等四类。气动、电动、内燃和液压等四类。 目前煤矿应用最普通的是气动凿岩机目

4、前煤矿应用最普通的是气动凿岩机（又称风钻），工作较可靠。（又称风钻），工作较可靠。 凿岩机按支承和推进方式可分：手持式、凿岩机按支承和推进方式可分：手持式、气腿式、伸缩式和导轨式。气腿式、伸缩式和导轨式。YN27C型内燃凿岩机型内燃凿岩机 高速液压凿岩机高速液压凿岩机气动凿岩机气动凿岩机HY20 手持式凿岩机手持式凿岩机Y26型型气动凿岩机组成：气动凿岩机组成： 冲击配气机构、转钎机构、排屑机冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等构和润滑机构等 钎杆钎杆1尾端装入凿岩机尾端装入凿岩机2机头钎套内，机头钎套内，注油器注油器3连接在风管连接在风管5上，使压气中混有上，使压气中混有油雾，对凿岩

5、机内零件进行润滑，水管油雾，对凿岩机内零件进行润滑，水管4供给清除岩粉用水，气腿供给清除岩粉用水，气腿6支撑凿岩机支撑凿岩机并给以工作所需推进力。并给以工作所需推进力。1-钎杆；钎杆；2-凿岩机；凿岩机；3-注油器；注油器；4-水管；水管；5-风管；风管；6-气腿气腿气腿凿岩机的外形气腿凿岩机的外形 1.概述概述 液压凿岩机是在气动凿岩机的基础液压凿岩机是在气动凿岩机的基础上发展起来的一种凿岩机。它是利用高上发展起来的一种凿岩机。它是利用高压液体的动力，推动活塞在缸体内往复压液体的动力，推动活塞在缸体内往复运动。运动。液压凿岩机具有以下优点：液压凿岩机具有以下优点： （1）动力消耗小，能量利用

6、率高。）动力消耗小，能量利用率高。 （2）凿岩速度高。）凿岩速度高。 （3）作业条件高。）作业条件高。 （4）润滑好，提高了零件寿命。）润滑好，提高了零件寿命。 （5）操作方便，适应性强。）操作方便，适应性强。缺点：投资大，单位功率的重量较大，缺点：投资大，单位功率的重量较大，技术要求和维护费用较高。技术要求和维护费用较高。2.液压凿岩机的结构和工作原理液压凿岩机的结构和工作原理液压凿岩机液压凿岩机组成：组成：冲击机构、转钎机构、蓄能机构、排屑冲击机构、转钎机构、蓄能机构、排屑机构等。机构等。 冲击机构：冲击机构：缸体缸体4、活塞、活塞5和滑阀和滑阀12。 整体缸体，滑阀整体缸体，滑阀12与活

7、塞与活塞5轴线平行，轴线平行，缸孔中前后有铜套缸孔中前后有铜套 6、3支承活塞支承活塞5运动，运动，并导入液压油。并导入液压油。转钎机构：转钎机构：摆线马达摆线马达11、减速齿轮、减速齿轮10、7及冲击杆及冲击杆8。 齿轮齿轮7中压装花键套，配合冲击杆中压装花键套，配合冲击杆8上上花键，钎尾插入冲击杆前端六方孔内，花键，钎尾插入冲击杆前端六方孔内，马达带动齿轮马达带动齿轮7转动，冲击杆转动，冲击杆8和钎杆跟和钎杆跟随转动。随转动。YYG-80型液压凿岩机冲击配油机构的工作原理型液压凿岩机冲击配油机构的工作原理回程；冲程回程；冲程1-钎尾；钎尾；2-活塞；活塞；3-柱阀；柱阀；4-低压回油；低压

8、回油；5-高压进油；高压进油；6-蓄能器蓄能器7-配油腔；配油腔；8-液压缸前腔；液压缸前腔；9-液压缸后腔；液压缸后腔；10-控制油孔控制油孔11-后腔受压面；后腔受压面；12-低压回油孔；低压回油孔；13-前腔受压面前腔受压面 凿岩钻车是一种新型凿岩作业设备。它凿岩钻车是一种新型凿岩作业设备。它是将一台或几台凿岩机连同自动推进器一起是将一台或几台凿岩机连同自动推进器一起安装在特制的钻臂或钻架上，并配以行走机安装在特制的钻臂或钻架上，并配以行走机构，使凿岩作业实现机械化。构，使凿岩作业实现机械化。 凿岩钻车种类：凿岩钻车种类： 1）按用途分为平巷掘进钻车、采矿钻车、）按用途分为平巷掘进钻车、

9、采矿钻车、锚杆钻车、露天开采凿岩钻车。锚杆钻车、露天开采凿岩钻车。 2) 按行车机构：轨道、轮胎、履带式钻车。按行车机构：轨道、轮胎、履带式钻车。 3）按架设凿岩机台数分：单机、双机、）按架设凿岩机台数分：单机、双机、多机。多机。 推进器是导轨式凿岩机的导轨，并给凿推进器是导轨式凿岩机的导轨，并给凿岩机以工作所需的轴向推进力。岩机以工作所需的轴向推进力。CTJ-3型凿型凿岩台车采用风动马达岩台车采用风动马达丝杠推进器。丝杠推进器。 （1）当风动马达）当风动马达1驱动丝杠转动时，凿驱动丝杠转动时，凿岩机就在导轨岩机就在导轨9上向前或向后移动。上向前或向后移动。 （2）调节风动马达进气量，可使凿岩

10、机）调节风动马达进气量，可使凿岩机获得不同的推进速度。获得不同的推进速度。 钻臂是凿岩台车的主要部件，它的作用钻臂是凿岩台车的主要部件，它的作用是支承推进器和凿岩机，并可调整推进器的是支承推进器和凿岩机，并可调整推进器的方位，使之可在全工作面范围内进行凿岩。方位，使之可在全工作面范围内进行凿岩。 （1）利用俯仰角液压缸）利用俯仰角液压缸2可以调整导轨可以调整导轨的倾角的倾角 （2）当凿岩台车工作时，利用支撑液压）当凿岩台车工作时，利用支撑液压缸缸5、7撑在底板上，使车轮离开底板撑在底板上，使车轮离开底板 （3）整台凿岩车的动力是压缩空气）整台凿岩车的动力是压缩空气 将采落的煤或岩石装入矿车或巷

11、道输送将采落的煤或岩石装入矿车或巷道输送机中的机械称为装载机械。机中的机械称为装载机械。 装载作业消耗的劳动量是整个采矿作业装载作业消耗的劳动量是整个采矿作业量的量的30-50%左右。因此，最大限度地发挥现左右。因此，最大限度地发挥现有装载机械的能力和研制高效率装载机械，有装载机械的能力和研制高效率装载机械，不断提高装载机械化水平，对提高劳动生产不断提高装载机械化水平，对提高劳动生产力，消除工人繁重的体力劳动，促进采矿工力，消除工人繁重的体力劳动，促进采矿工业业发展意义重大。业业发展意义重大。 铲斗装载机按卸载方式又分为后卸式和铲斗装载机按卸载方式又分为后卸式和侧卸式两种。侧卸式两种。 它在轨

12、道上行走，向矿车装载，它适用它在轨道上行走，向矿车装载，它适用于高度不高于于高度不高于2.2m的水平巷道工作面，快度的水平巷道工作面，快度100150mm时装载效果最好。时装载效果最好。 1.组成及工作方式组成及工作方式 2.铲斗工作机构铲斗工作机构 3.回转机构回转机构 侧卸式铲斗装载机主要用于较大断面巷侧卸式铲斗装载机主要用于较大断面巷道掘进、装运矿石等物料。铲斗容积较大，道掘进、装运矿石等物料。铲斗容积较大，能装的岩石块度无严格要求，能装的岩石块度无严格要求， 特别是大多数特别是大多数侧卸式铲斗装载机采用履带式行走机构。侧卸式铲斗装载机采用履带式行走机构。 耙斗装载机可用在平巷、上下山及

13、拐弯耙斗装载机可用在平巷、上下山及拐弯巷道。目前在掘进倾角大于巷道。目前在掘进倾角大于510的倾斜的倾斜巷道时，耙斗装载机是我国煤矿巷道掘进使巷道时，耙斗装载机是我国煤矿巷道掘进使用最多的装岩设备。用最多的装岩设备。 煤矿安全规程煤矿安全规程规定使用耙装机必须遵规定使用耙装机必须遵循下列原则：循下列原则： 1.耙装机作业时必须照明耙装机作业时必须照明 2.耙装机绞车的刹车装置必须完整、可靠耙装机绞车的刹车装置必须完整、可靠 1.组成及工作方式组成及工作方式 耙斗装载机是用绞车拖动一个耙斗，耙耙斗装载机是用绞车拖动一个耙斗，耙取岩石装入矿车的机械。取岩石装入矿车的机械。 耙装机的优点是结构简单，

14、操作容易和耙装机的优点是结构简单，操作容易和价格便宜；缺点是钢丝绳消耗量大。价格便宜；缺点是钢丝绳消耗量大。 2.绞车绞车 耙装机按绞车结构可分为行星轮式、摩耙装机按绞车结构可分为行星轮式、摩擦式和内涨式三种。擦式和内涨式三种。 3.耙斗耙斗 耙斗是耙装机的工作机构，由耙齿和耙耙斗是耙装机的工作机构，由耙齿和耙斗体两部分组成。斗体两部分组成。 耙斗工作时，靠耙斗自重使耙齿插入岩耙斗工作时，靠耙斗自重使耙齿插入岩石堆，移动过程中装满岩石。石堆，移动过程中装满岩石。 耙齿一般根据形状有平齿和梳齿之分。耙齿一般根据形状有平齿和梳齿之分。一、概述一、概述 随着回采工作面机械化程度的提高，回随着回采工作

15、面机械化程度的提高，回采速度大大加快，巷道掘进和回采工作面的采速度大大加快，巷道掘进和回采工作面的准备工作也必须相应加快。只靠钻爆法掘进准备工作也必须相应加快。只靠钻爆法掘进巷道已满足不了要求，采用掘进机法，使破巷道已满足不了要求，采用掘进机法，使破落煤岩、装载运输、喷雾灭尘等工序同时进落煤岩、装载运输、喷雾灭尘等工序同时进行，是提高掘进速度的一项有效措施。行，是提高掘进速度的一项有效措施。 与钻爆法相比，掘进机法具有许多优点：与钻爆法相比，掘进机法具有许多优点：(1)速度快、成本低。用掘进机掘进巷道，可以速度快、成本低。用掘进机掘进巷道，可以使掘进速度提高使掘进速度提高11.5倍，工效平均提

16、高倍，工效平均提高12倍，倍，进尺成本降低进尺成本降低3050。(2)安全性好。由于不需打眼放炮，围岩不易破安全性好。由于不需打眼放炮，围岩不易破坏，既有利于巷道支护，又可减少冒顶和瓦斯坏，既有利于巷道支护，又可减少冒顶和瓦斯突出的危险，大大提高了工作面的安全性。突出的危险，大大提高了工作面的安全性。(3)有利于回采工作面的准备。由于掘进速度有利于回采工作面的准备。由于掘进速度的加快，可以提前查明采区的地质条件，为的加快，可以提前查明采区的地质条件，为回采工作面设备的选型及准备工作创造良好回采工作面设备的选型及准备工作创造良好的条件。的条件。(4)工程量小。利用钻爆法，巷道的超挖量可工程量小。

17、利用钻爆法，巷道的超挖量可达达20，利用掘进机法，巷道超挖量可减小，利用掘进机法，巷道超挖量可减小到到5，从而大大减少了支护作业的充填量。，从而大大减少了支护作业的充填量。减少了工程量，降低了成本，提高了速度。减少了工程量，降低了成本，提高了速度。(5)劳动条件好，改善了劳动条件，减少了笨劳动条件好，改善了劳动条件，减少了笨重的体力劳动。重的体力劳动。按掘进机截割煤岩的性质分类按掘进机截割煤岩的性质分类1）用于）用于f4的煤巷，称为煤巷掘进机。的煤巷，称为煤巷掘进机。2）用于）用于f6的煤或软岩巷，称为半煤岩的煤或软岩巷，称为半煤岩巷掘进机。巷掘进机。3）用于）用于f6或研磨性较高的岩石巷道，

18、或研磨性较高的岩石巷道，称为岩巷掘进机。称为岩巷掘进机。按照工作机构切削工作面分类：按照工作机构切削工作面分类：1）部分断面巷道掘进机）部分断面巷道掘进机其工作机构为一条悬臂和安装在悬臂上的截割头所组成，悬臂可以上下左右摆动，主要用于煤巷和半煤岩巷的掘进。2）全断面巷道掘进机）全断面巷道掘进机全断面掘进机主要用于巷道全断面的一次钻削式成形，主要用于掘进岩石巷道，多用于涵洞和隧道的开凿。 隧道掘进机械，一般分为两种： （1）臂式掘进机(Boom-type Roadheader)； （2）全断面隧道掘进机，简称TBM。 隧道掘进机(Tunnel Boring Machine)，简称TBM ，是利用

19、回转刀具切削破岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械。 臂式掘进机又称为部分断面掘进机，是一种集切削岩石、自动行走、装载石碴等多种功能为一体的高效联合作业机械。安全规定安全规定（1）掘进机必须装有只准以专用工具开、闭的电器控制开关，专用工具必须由专职司机保管。司机离开操作台时，必须断开掘进机上的电源开关。（2）在掘进机非操作侧，必须装有能紧急停止运转的按钮。（3）掘进机必须装有前照明灯和尾灯。（4）开动掘进机前，必须发出警报。只有在铲板前方和截割臂附近无人时，方可开动掘进机。（5）掘进机作业时，应使用内、外喷雾装置，内喷雾装置水压必须符合规定，无内喷雾装置，则必须使用外喷雾装

20、置和除尘器。（6）掘进机停止工作和交班时，必须将掘进机切割头居中落地，并断开掘进机上的电源开关和磁力启动器的隔离开关。（7）检修掘进机时，严禁其他人员在截割臂和转载桥下方停留或作业。二、部分断面巷道掘进机二、部分断面巷道掘进机 由于部分断面巷道掘进机具有掘进速度由于部分断面巷道掘进机具有掘进速度快、生产效率高、适应性强、操作方便等优快、生产效率高、适应性强、操作方便等优点，目前在煤矿上得到广泛的应用。点，目前在煤矿上得到广泛的应用。 2022-7-1602022-7-161方法：方法： 开动截割头并摆动到工作面左下面，在开动截割头并摆动到工作面左下面，在伸缩液压缸伸缩液压缸7的作用下钻入煤壁，

21、当截割头的作用下钻入煤壁，当截割头轴向推进轴向推进500mm时，截割头的左右上下摆动时，截割头的左右上下摆动式形成连续破碎的必不可少的重要条件。式形成连续破碎的必不可少的重要条件。 1.工作机构工作机构 由于部分断面巷道掘进机具有掘进速度由于部分断面巷道掘进机具有掘进速度快、生产效率高、适应性强、操作方便等优快、生产效率高、适应性强、操作方便等优点，目前在煤矿上得到广泛的应用。点，目前在煤矿上得到广泛的应用。 2.装载与转运机构装载与转运机构 ELMB巷道掘进机蟹爪式装载机构与中巷道掘进机蟹爪式装载机构与中间刮板输送机组成掘进机的装运机构。间刮板输送机组成掘进机的装运机构。 两个蟹爪的运动相位差为两个蟹爪的运动相位差为180，因此，因此，两个蟹爪交替扒取煤岩，使装载工作连续进两个蟹爪交替扒取煤岩，使装载工作连续进行。行。 3.行走机构行走机构 ELMB型巷道掘进机采用履带行走机构。型巷道