03第三章-掘進裝載機械

第三篇掘進機械吉林省工程技師學院繼續(xù)教育培訓處

第三篇掘進機械

隨著綜采和高檔普采的發(fā)展，加快了回采工作面的推進速度，故要求巷道掘進速度也要加快。為了保持適當?shù)牟删虮壤?，因此要大力發(fā)展掘進工作面機械化。目前，大多采用鉆眼爆破法來掘進巷道，即鉆眼、爆破、最后用裝載機或人工將破下的煤或巖裝入運輸設備運出工作面。

第十一章鑿巖機

§11—1

概述

常用的掘進方法：掘進機法和鉆爆法（我國常用）鑿巖機是鉆爆法中所應用的設備，適宜在中等堅硬和堅硬的巖石上鉆鑿炮眼，應用很廣泛。此外，在金屬礦、鐵路、公路、建筑和水利工程中也是重要的鑿巖工具。

一、鑿巖機的分類1、按鑿巖機安設及推進方式的不同分為四類

1）手持式鑿巖機質(zhì)量小于25Kg，鉆鑿炮眼直徑不大于40mm,眼深不大于3m。各種方向。

2）氣腿式鑿巖機質(zhì)量小于30Kg，可鉆鑿直徑34～42mm,眼深2～5m。水平或傾斜。

3）伸縮式鑿巖機氣腿和鑿巖機主體剛性固定呈一條直線，適用于鉆鑿60～90度向上炮眼，可用于鉆錨桿孔和挑頂炮眼，故也稱向上式鑿巖機。

4）導軌式鑿巖機鑿巖機裝在鑿巖臺車或架柱導軌上使用，機體較重（30～100Kg），鉆眼深為（5～10m）鉆眼直徑較大（可達75mm），鑿巖機安裝在可使其往復運動的滑動軌道上，此滑動軌道又架設在鉆車或柱架上，可鉆水平及各種方向的炮眼。

2、按鑿巖機的動力分為四類

1）風動鑿巖機以壓縮空氣為動力

2）電動鑿巖機用電作動力

3）內(nèi)燃鑿巖機

4）液壓鑿巖機用壓力油作動力，需和液壓臺車配套使用。二、沖擊鉆孔的工作原理工作時，往返運動的活塞沖擊釬子一個軸向力，活塞每沖擊一次釬尾后回轉(zhuǎn)一個角度.當釬頭再次沖擊就形成第二道凹坑，在水平力作用下剪切掉。釬子的中心孔作為壓縮空氣或水的通道，用水連續(xù)沖洗或用壓縮空氣間斷地把巖粉吹出鉆孔。三、氣腿式鑿巖機的技術特征

第二節(jié)YT-24型氣腿式鑿巖機一、使用范圍

P205

鑿巖機由：柄體部、缸體部、機頭部組成。以上三部分用兩根長螺桿與螺母緊固在一起，成為整體柄體部P205

缸體部P205

機頭部P205

此外還有吹洗機構(gòu)，吹炮眼內(nèi)的巖粉。氣腿鑿巖機都設有：操縱機構(gòu)、配氣機構(gòu)轉(zhuǎn)釬機構(gòu)、吹洗機構(gòu)。二、結(jié)構(gòu)原理

1、操縱機構(gòu)由操縱閥、氣腿的調(diào)壓閥及換向閥構(gòu)成。操縱閥（進氣閥）是機器的總開關，控制機器的起動、停止、進入機器的風量大小及強烈吹洗。

操縱閥體上有三個孔，A孔汽缸，使活塞運動沖擊釬子；B孔為進行強力吹風的氣孔；C孔通往氣腿使氣腿工作。操縱閥手柄有五個操縱位置，A孔開口截面由小增大，依次對應為：停止、輕運轉(zhuǎn)、中運轉(zhuǎn)和全運轉(zhuǎn)另外還有強力吹洗及通往氣腿的氣路。位置0、位置1、位置2、位置3、位置4P206

2、配氣機構(gòu)

1）活塞沖擊行程

P2062）活塞返回行程

P2073、轉(zhuǎn)釬機構(gòu)

P2084、吹洗機構(gòu)是清除炮眼內(nèi)的巖粉而設置的，由強力吹洗和自動注水機構(gòu)兩部分組成。

1）強力吹洗

2）自動注水機構(gòu)

5、注油器（FY-200)

安裝在鑿巖機進氣管上，功用是自動對鑿巖機和氣腿內(nèi)部各個運動部件的相對運動表面進行潤滑，減少磨損。

6、氣腿

1）結(jié)構(gòu)原理

YT-24鑿巖機配用FT-140氣腿。

是一個雙作用單活塞桿汽缸。汽缸有三層套管：外管、伸縮管和風管。2）調(diào)壓與換向原理由調(diào)壓閥和換向閥組成。（1）換向閥是一個手動二位四通滑閥，閥中空安有彈簧（圖中沒有畫出）

（2）調(diào)壓閥調(diào)壓閥實際上是一個偏心式可調(diào)節(jié)流閥，通過調(diào)節(jié)過流斷面的大小來改變進入氣腿的壓氣量，故可調(diào)節(jié)氣腿和鑿巖機的軸向推力。三、使用與維護

P211第三節(jié)其他型氣腿鑿巖機一、YT-25型氣腿鑿巖機

P213配氣機構(gòu)

二、YT-23（即7655）型氣腿鑿巖機

P214

配氣原理三、YTP-26型氣腿鑿巖機

P2151、配氣工作原理

2、轉(zhuǎn)釬機構(gòu)第四節(jié)電動鑿巖機一、YD-2型電動鑿巖機的用途和技術特征主要技術特征

P217

二、工作原理

1、沖擊機構(gòu)采用偏心塊式?jīng)_擊機構(gòu)三、YD-2型電動鑿巖機結(jié)構(gòu)

第五節(jié)液壓鑿巖機是60年代在國外出現(xiàn)的

優(yōu)點有：（1）P220（2）P220（3）P220（4）P220

一、YYG-80型液壓鑿巖機的組成與工作原理

1、活塞沖擊行程

2、活塞返回行程二、YYG-80型液壓鑿巖機液壓系統(tǒng)分為沖擊系統(tǒng)和轉(zhuǎn)桿-推進系統(tǒng)兩部分第六節(jié)鑿巖臺車鑿巖臺車實際上是煤礦平巷掘進中支撐、推進和移動鑿巖機的機械化鑿巖設備，用它來代替人工扶持沖擊式鑿巖機。

一、CTJ-3型鑿巖臺車的基本組成部分二、CTJ-3型鑿巖臺車的主要結(jié)構(gòu)原理

1、推進器

2、支臂（鉆臂）

P224（圖11-26）液壓自動平衡機構(gòu)中間支臂的回轉(zhuǎn)機構(gòu)

CTJ-3型鑿巖臺車的擺動機構(gòu)

3、行走機構(gòu)

P226

第十二章裝載機第一節(jié)概述巷道掘進，目前主要采用鉆爆法，將爆破下來的煤或巖石裝入礦車或輸送機中運走，因此就必須進行裝載作業(yè)。裝載工作的勞動量占掘進循環(huán)總勞動量的40%～70%，裝載作業(yè)的時間約占掘進循環(huán)總時間的30%～40%.采用機械裝載，對減輕體力勞動，提高掘進效率，降低費用具有重要的意義。1、種類（1）按所裝物料的性質(zhì)分為裝煤機和裝巖機。（2）按工作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)可分為鏟斗裝載機、耙斗裝載機、蟹爪裝載機和立爪裝載機。常見的是前三種。（3）按所用動力分為電動裝載機、氣動裝載機、液動裝載機。目前我國多用電動裝載機。（4）按行走方式可分為軌輪式裝載機、履帶式裝載機、輪胎式裝載機。

(5)按工作機構(gòu)的動作原理可分為：上取式、底取式、側(cè)取式。2、裝載機的用途及使用條件（1）耙斗式裝載機簡稱耙裝機，普遍應用于我國各礦區(qū)占使用量的80%左右，主要用于30°以內(nèi)的斜井上下山和平巷，也可用于巷道的交叉或拐彎處。所掘巷道斷面在4m2～10m2之間。除用于裝巖外，也可用于裝煤或煤-巖。（2）鏟斗式裝載機又稱鏟裝機，主要用于井下巖巷掘進工作面裝載巖石，故又稱裝巖機。其結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，機動靈活，適應性強，能在彎曲巷道中工作。鏟斗裝載機是利用鏟斗鏟取巖石，然后提升鏟斗將巖石卸入礦車或其他運輸設備，卸載后再將鏟斗放下進行第二次鏟取。由于其鏟裝過程為間斷式裝載過程，故適宜裝載較大塊度且堅硬的巖石。鏟斗裝載機主要有兩種類型，即后卸式和側(cè)卸式。后卸式在軌道上行走，而側(cè)卸式行走方式采用履帶式，機動靈活，可實現(xiàn)無軌作業(yè)，逐漸取代了后卸式鏟斗裝載機。（3）蟹爪裝載機

主要優(yōu)點是連續(xù)裝載，生產(chǎn)率高，工作高度很低，適合在較矮的巷道中使用。早期生產(chǎn)的蟹爪裝載機，因結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的原因只能用于裝煤或軟巖。近年來由于采用了合理的結(jié)構(gòu)和優(yōu)質(zhì)材料，蟹爪裝載機亦可裝中硬以上的巖石。第二節(jié)耙斗裝載機

一、耙斗式裝載機

1963年開始在我國煤礦中推廣使用的耙斗裝載機（簡稱耙裝機），目前已普及各礦區(qū)，占裝載機使用臺數(shù)的80%左右，成為我國煤礦巷道掘進的主要裝巖設備。特點：優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維修方便，能裝大塊巖石；缺點是鋼絲繩及耙斗磨損較快。適應范圍：可用于平巷及傾角小于35o的上、下山巷道中裝巖。（一）耙斗式裝載機組成與裝載原理P-30B型耙斗式裝載機：圖5-151、組成耙裝機主要由耙斗、絞車、臺車和機槽等組成。2、工作原理（1）裝載原理（2）耙裝機在拐彎巷道中使用圖5-16（二）主要組成部件結(jié)構(gòu)1、耙斗（1）結(jié)構(gòu)形式圖5-17（2）結(jié)構(gòu)參數(shù)在裝載行程中，耙斗被向前牽引，耙斗的自重使它逐漸插入渣堆，耙斗內(nèi)的巖渣，沿著耙斗的尾幫升高并翻滾，耙斗被逐漸裝滿，插入渣堆的阻力也隨著增大。當耙斗的自重和插入阻力達到平衡后，插入渣堆的深度就不再增加。因此，耙斗的形狀和重量直接影響耙裝機的生產(chǎn)率。耙斗越重則插入渣堆的深度可能越大。但是，過重則可能把巷道底版破壞，并且移動的摩擦阻力也大，而耙斗插入渣堆過深，巖渣也會溢出斗外，無謂地損失動力。當然，耙斗也不宜太輕，否則不容易插入渣堆，裝不滿，甚至可能翻斗而無法工作。根據(jù)我國煤礦使用耙斗裝載機的經(jīng)驗，推薦按下式確定耙斗重量：式中G—耙斗重量（kg）；

V—耙斗容積（m3）；

K—耙斗插入渣堆的阻力強度（kg.f/㎡），可按表1取值；

l—耙斗的裝載行程，可取為2～3（m）；

γ—巖渣的重率（kg/m3）；

c—斗寬系數(shù)，可按表2取值；

α—耙斗的耙角；

β—耙斗的后角。表1耙斗插入渣堆的阻力強度K巖渣的塊度（㎜）<150>150爆破不良阻力強度K（kg.f/㎡）2000～30003000～50005000～9000表2斗寬系數(shù)c耙斗寬度（m）0.6～0.70.8～0.91.0～1.11.2～1.5斗寬系數(shù)c0.10.20.30.5根據(jù)此式確定耙斗重量考慮了耙斗寬度、巖渣塊度、巖渣重率、耙斗裝滿行程、耙斗容積和耙斗的插入角和后角等因素，因而是比較全面和比較合理的。在裝載過程中，耙斗齒插入渣堆的角度是變動的，不便于計量。通?？烧J為它接近耙斗處于水平位置時，耙齒內(nèi)側(cè)面與水平面的夾角（稱為耙角α）。耙齒外側(cè)面與水平面的夾角，稱為后角β。耙裝中等塊度和中等堅硬度的巖渣時，耙斗的耙角可參照表3選取。在上山巷道裝載時，耙角應適當減小。除非情況特殊，裝載機一般按平巷的情況選取耙角。耙角過大時，耙斗容易在渣堆上崩跳，不容易裝滿；過小時，又會增大插入渣堆的阻力，也不容易裝滿。耙斗的后角應小于耙角，斗齒應有足夠的強度。表3耙斗的耙角巷道傾角0o<25o上山耙角α55～60o65～75o<55o耙斗的長度、寬度和高度應保持適當?shù)谋壤?。耙斗過長不能充分利用耙斗的有效容積，過寬則耙斗裝載機的溜槽也將加寬。根據(jù)經(jīng)驗，耙斗長、寬、高的合理比例是2：1.5：1。重心應在前后端鋼絲繩牽引點的連線以下。平巷中使用的耙斗，重心最好在通過斗齒齒尖的垂直線上；斜巷中使用的耙斗，重心應略偏于耙斗的尾幫。2、絞車耙斗裝載機的絞車有三種類型：行星輪式、圓錐摩擦輪式和內(nèi)漲摩擦輪式。行星輪式結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，操作省力，但結(jié)構(gòu)復雜；內(nèi)漲摩擦輪式結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維修量??；圓錐摩擦輪式結(jié)構(gòu)簡單，但操作費力，故障較多，目前已基本不用。行星輪式絞車：3、傳動系統(tǒng)

2、圓錐摩擦輪式絞車

MP-15B型耙斗裝載機

3、內(nèi)漲摩擦輪式絞車

ZP-50B型四、耙斗五、耙斗裝載機的基本參數(shù)

P234

六、耙斗裝載機的使用

1、機器的操作P2362、耙斗裝載機常見故障及其消除方法

P237

第三節(jié)鏟斗裝載機一、概述鏟斗裝載機的工作機構(gòu)是位于機器前方的鏟斗，以鏟斗鏟取巖石，然后將巖石卸入礦車或其它運輸設備，這類裝載機一般用于巖石裝載。鏟斗裝載機類型很多。目前，煤礦所用的鏟斗裝載機按卸載方式不同分為后卸式和側(cè)卸式兩種。側(cè)卸式適應于大斷面的巷道裝載。（一）裝載機的結(jié)構(gòu)及裝載原理1、結(jié)構(gòu)組成主要由鏟斗裝載機構(gòu)、履帶行走機構(gòu)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成。2、裝載原理（二）裝載機主要組成部件的結(jié)構(gòu)原理二、后卸式鏟斗裝載機1、使用范圍與主要技術特征

P2382、Z-20B型裝載機的組成及工作過程

3、Z-20B型鏟斗裝載機的主要結(jié)構(gòu)原理

1）鏟斗及其提升機構(gòu)

2）鏟斗自動回中機構(gòu)

3）行走機構(gòu)

4、機器的使用與維護

P241三、側(cè)卸式鏟斗裝載機優(yōu)點：P242（是發(fā)展的方向）

ZC-60B型側(cè)卸式鏟斗裝載機

1、ZC-60B型側(cè)卸式鏟斗裝載機的適用范圍與主要技術特征

P2432、ZC-60B型裝載機的結(jié)構(gòu)原理

1）鏟斗工作機構(gòu)

2）履帶行走機構(gòu)

3）液壓系統(tǒng)1)鏟斗裝載機構(gòu)（1）組成主要由鏟斗、側(cè)卸液壓缸、拉桿、搖臂、升降液壓缸、鏟斗座等組成。（2）鏟斗結(jié)構(gòu)2)履帶行走機構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)組成（2）傳動系統(tǒng)3)液壓系統(tǒng)（1）系統(tǒng)組成（2）工作原理第四節(jié)蟹爪式裝載機和耙斗式裝載機及鏟斗裝載機相比，蟹爪式裝載機的主要優(yōu)點是：連續(xù)裝載，生產(chǎn)效率較高；工作高度很低，適合在較矮的巷道使用。能裝的最大塊度可達300mm，塊度小于100mm時效率最高。一、ZMZ2A-17型蟹爪式裝載機的使用條件

P245二、結(jié)構(gòu)及工作原理1、結(jié)構(gòu)圖5-25所示，主要由蟹爪工作機構(gòu)、轉(zhuǎn)載機構(gòu)、履帶行走機構(gòu)、電動機及控制各1部運動的液壓系統(tǒng)組成。

1、蟹爪工作機構(gòu)

2、轉(zhuǎn)載機構(gòu)

3、履帶行走機構(gòu)

行走機構(gòu)特點：（1）沒有支重輪，整個機重通過履帶架支撐到接地履帶上，工作時接地履帶與下履帶架發(fā)生相對滑動而使行走阻力增加，但結(jié)構(gòu)簡單，適用于重量較輕的機器；（2）兩條履帶由1臺電動機驅(qū)動，故結(jié)構(gòu)與傳動系統(tǒng)較復雜

4、機械傳動系統(tǒng)（2）刮板傳動系統(tǒng)Z30→Z35→刮板鏈（3）履帶傳動系統(tǒng)

機械傳動系統(tǒng)圖5-28（1）蟹爪傳動系統(tǒng)（4）液壓泵傳動系統(tǒng)電動機→Z1/Z2→Z3/Z4→Z5→液壓泵

5、液壓系統(tǒng)

三、常見故障與排除方法

P250***“立爪式裝載機”簡介***

第十三章掘進機第一節(jié)概述一、掘進機的優(yōu)點

P252

二、掘進機的分類

P252第二節(jié)煤巷掘進機一、煤巷掘進機的組成部分由八個部分組成

1、工作機構(gòu)

1）橫軸式

2）縱軸式

2、裝載機構(gòu)

3、輸送機構(gòu)

4、行走機構(gòu)

5、液壓機構(gòu)

6、電氣系統(tǒng)

7、除塵系統(tǒng)

8、機架二、ELMA型煤巷掘進機（一）概述

P255

工作過程P255（二）主要結(jié)構(gòu)原理

1、工作機構(gòu)一、掘進機一般按使用范圍和結(jié)構(gòu)特征進行。按截割巖石的硬度系數(shù)分：煤巷掘進機（f≤4）、煤-巖巷掘進機（f≤6）、巖巷掘進機（f>6）；按斷面大小分：大斷面掘進機（大于8㎡）、小斷面掘進機（小于8㎡