主讲：卜桂玲 任瑞云 宋青龙 吴晗

1. 主讲：卜桂玲 任瑞云 宋青龙 吴晗

2. 高等学校规划教材矿山机械与设备 谢锡纯 李晓豁主编 中国矿业大学出版社

3. 第一篇 矿山采掘机械 一、凿岩机械 二、装载机械 三、掘进机械 四、采煤机械（重点） 五、支护设备（重点）

4. 第二篇 矿井提升运输设备 一、提升设备（重点） 二、刮板输送机（重点） 三、带式输送机（重点） 四、矿用电机车 五、矿井辅助运输机械

5. 第三篇 矿山流体机械 一、矿山排水设备（重点） 二、矿井通风设备（重点） 三、矿山压气设备

6. 第一章 煤岩的物理机械性质 采掘机械的工作对象：煤和岩石 一、煤岩的物理性质 体积质量、湿度、松散性、稳定性 二、煤岩的机械性质 强度、硬度、接触强度、弹塑性和脆性、坚硬度、截割阻抗、摩擦与磨蚀性等。

7. 第二章 凿岩机 凿岩机主要用于采矿工程岩巷掘进的钻爆法工作面中钻凿炮眼。 按动力不同可分为风动式、液动式、电动式、内然式。

8. 第三章 装载机械 1、种类 （1）按所装物料的性质分为装煤机和装岩机。 （2）按工作机构的结构可分为铲斗装载机、耙斗装载机、蟹爪装载机和立爪装载机。常见的是前三种。 （3）按所用动力分为电动装载机、气动装载机、液动装载机。目前我国多用电动装载机。 （4）按行走方式可分为轨轮式装载机、履带式装载机、轮胎式装载机。

9. 2、装载机的用途及使用条件 （1）耙斗式装载机 简称耙装机，普遍应用于我国各矿区占使用量的80%左右，主要用于30°以内的斜井上下山和平巷，也可用于巷道的交叉或拐弯处。所掘巷道断面在4m2～10m2之间。除用于装岩外，也可用于装煤或煤-岩。 （2）铲斗式装载机 又称铲装机，主要用于井下岩巷掘进工作面装载岩石，故又称装岩机。其结构紧凑，尺寸小，机动灵活，适应性强，能在弯曲巷道中工作。铲斗装载机是利用铲斗铲取岩石，然后提升铲斗将岩石卸入矿车或其他运输设备，卸载后再将铲斗放下进行第二次铲取。由于其铲装过程为间断式装载过程，故适宜装载较大块度且坚硬的岩石。 铲斗装载机主要有两种类型，即后卸式和侧卸式。后卸式在轨道上行走，而侧卸式行走方式采用履带式，机动灵活，可实现无轨作业，逐渐取代了后卸式铲斗装载机。

10. （3）蟹爪装载机 主要优点是连续装载，生产率高，工作高度很低，适合在较矮的巷道中使用。早期生产的蟹爪装载机，因结构和材质的原因只能用于装煤或软岩。近年来由于采用了合理的结构和优质材料，蟹爪装载机亦可装中硬以上的岩石。

11. 一、耙斗式装载机 1963年开始在我国煤矿中推广使用的耙斗装载机（简称耙装机），目前已普及各矿区，占装载机使用台数的80%左右，成为我国煤矿巷道掘进的主要装岩设备。 特点：优点是结构简单、成本低、维修方便，能装大块岩石；缺点是钢丝绳及耙斗磨损较快。 适应范围：可用于平巷及倾角小于35º的上、下山巷道中装岩。

12. （一）耙斗式装载机组成与装载原理 P-30B型耙斗式装载机：图5-15 1、组成 耙装机主要由耙斗、绞车、台车和机槽等组成。 2、工作原理 （1）装载原理 （2）耙装机在拐弯巷道中使用 图5-16 （二）主要组成部件结构 1、耙斗 （1）结构形式 图5-17

15. （2）结构参数 在装载行程中，耙斗被向前牵引，耙斗的自重使它逐渐插入渣堆，耙斗内的岩渣，沿着耙斗的尾帮升高并翻滚，耙斗被逐渐装满，插入渣堆的阻力也随着增大。当耙斗的自重和插入阻力达到平衡后，插入渣堆的深度就不再增加。因此，耙斗的形状和重量直接影响耙装机的生产率。耙斗越重则插入渣堆的深度可能越大。但是，过重则可能把巷道底版破坏，并且移动的摩擦阻力也大，而耙斗插入渣堆过深，岩渣也会溢出斗外，无谓地损失动力。当然，耙斗也不宜太轻，否则不容易插入渣堆，装不满，甚至可能翻斗而无法工作。 根据我国煤矿使用耙斗装载机的经验，推荐按下式确定耙斗重量：

16. 式中 G—耙斗重量（kg）； V—耙斗容积（m3）； K—耙斗插入渣堆的阻力强度（kg.f/㎡），可按表1取值； l—耙斗的装载行程，可取为2～3（m）； γ—岩渣的重率（kg/ m3）； c—斗宽系数，可按表2取值； α—耙斗的耙角； β—耙斗的后角。

17. 0.5 0.2 0.1 岩渣的块度（㎜） <150 >150 爆破不良 阻力强度K（kg.f/㎡） 2000～3000 3000～5000 5000～9000 0.3 耙斗宽度（m） 0.6～0.7 0.8～0.9 1.0～1.1 1.2～1.5 斗宽系数c 表1 耙斗插入渣堆的阻力强度K 表2 斗宽系数c

18. 根据此式确定耙斗重量考虑了耙斗宽度、岩渣块度、岩渣重率、耙斗装满行程、耙斗容积和耙斗的插入角和后角等因素，因而是比较全面和比较合理的。根据此式确定耙斗重量考虑了耙斗宽度、岩渣块度、岩渣重率、耙斗装满行程、耙斗容积和耙斗的插入角和后角等因素，因而是比较全面和比较合理的。 在装载过程中，耙斗齿插入渣堆的角度是变动的，不便于计量。通常可认为它接近耙斗处于水平位置时，耙齿内侧面与水平面的夹角（称为耙角α）。耙齿外侧面与水平面的夹角，称为后角β。耙装中等块度和中等坚硬度的岩渣时，耙斗的耙角可参照表3选取。在上山巷道装载时，耙角应适当减小。除非情况特殊，装载机一般按平巷的情况选取耙角。耙角过大时，耙斗容易在渣堆上崩跳，不容易装满；过小时，又会增大插入渣堆的阻力，也不容易装满。耙斗的后角应小于耙角，斗齿应有足够的强度。

19. 巷 道 倾 角 0º <25º 上 山 耙 角 α 55～60º 65～75º <55º 表3 耙斗的耙角 耙斗的长度、宽度和高度应保持适当的比例。耙斗过长不能充分利用耙斗的有效容积，过宽则耙斗装载机的溜槽也将加宽。根据经验，耙斗长、宽、高的合理比例是2：1.5：1。重心应在前后端钢丝绳牵引点的连线以下。平巷中使用的耙斗，重心最好在通过斗齿齿尖的垂直线上；斜巷中使用的耙斗，重心应略偏于耙斗的尾帮。

20. 2、绞车 耙斗装载机的绞车有三种类型：行星轮式、圆锥摩擦轮式和内涨摩擦轮式。行星轮式结构紧凑，工作平稳，操作省力，但结构复杂；内涨摩擦轮式结构简单，工作可靠，维修量小；圆锥摩擦轮式结构简单，但操作费力，故障较多，目前已基本不用。 行星轮式绞车：图5-18 3、传动系统 图5-19

23. 二、铲斗装载机 铲斗装载机的工作机构是位于机器前方的铲斗，以铲斗铲取岩石，然后将岩石卸入矿车或其它运输设备，这类装载机一般用于岩石装载。铲斗装载机类型很多。目前，煤矿所用的铲斗装载机按卸载方式不同分为后卸式和侧卸式两种。侧卸式适应于大断面的巷道装载。 （一）装载机的结构及装载原理 1、结构组成 主要由铲斗装载机构、履带行走机构、液压系统和电气系统组成。 2、装载原理 （二）装载机主要组成部件的结构原理

25. 1、铲斗装载机构 图5-21 （1）组成 主要由铲斗、侧卸液压缸、拉杆、摇臂、升降液压缸、铲斗座等组成。 （2）结构原理 2、履带行走机构 （1）结构组成 （2）传动系统 图5-22 （3）操纵系统 图5-23 3、液压系统 图5-24 （1）系统组成 （2）工作原理

30. 三、蟹爪式装载机 和耙斗式装载机及铲斗装载机相比，蟹爪式装载机的主要优点是：连续装载，生产效率较高；工作高度很低，适合在较矮的巷道使用。能装的最大块度可达300mm，块度小于100mm时效率最高。 （一）结构及工作原理 1、结构 图5-25 所示，主要由蟹爪工作机构、转载机构、履带行走机构、电动机及控制各1部运动的液压系统组成。

32. 2、工作原理 （二）装载机主要组成部件的结构原理 1、蟹爪工作机构 图5-26 2、转载机构 图5-27 3、行走机构 特点： （1）没有支重轮，整个机重通过履带架支撑到接地履带上，工作时接地履带与下履带架发生相对滑动而使行走阻力增加，但结构简单，适用于重量较轻的机器； （2）两条履带由1台电动机驱动，故结构与传动系统较复杂

35. 4、机械传动系统 图5-28 （1）蟹爪传动系统 （2）刮板传动系统 Z30→Z35→刮板链 （3）履带传动系统

37. （4）液压泵传动系统 电动机→Z1/Z2→Z3/Z4→Z5→液压泵 5、液压系统 图5-29 A、组成 B、工作原理

39. 第四章掘进机械 §1 概述 常用的掘进方法：掘进机法和钻爆 法（我国常用）

40. 一、掘进机 一般按使用范围和结构特征进行。 按截割岩石的硬度系数分：煤巷掘进机（f≤4）、煤-岩巷掘进机（f≤6）、岩巷掘进机（f>6）； 按断面大小分：大断面掘进机（大于8㎡）、小断面掘进机（小于8㎡）； 按工作机构截割工作面的方式分：部分断面掘进机、全断面掘进机。

41. §2 煤巷掘进机 一、ELMB型掘进机 适用的地质条件：煤岩硬度f≤4（局部f=5）、断面6㎡～12㎡、巷道的最大倾角±12º。 （一）ELMB型掘进机的组成及主要技术特征 1、ELMB型掘进机的组成 图5-1 2、主要技术特征

43. （二）ELMB型掘进机各主要组成部件的结构原理（二）ELMB型掘进机各主要组成部件的结构原理 1、工作机构 （1）工作机构的组成和垂直水平摆动机构 （2）截割头及行星减速器 图5-3、图5-4 （3）托梁器

45. 2、装运机构 （1）装运机构的组成 图5-5 （2）装运机构传动系统 图5-6 3、转载机构 图5-7 4、行走机构 图5-8 5、喷雾系统 图5-9

47. 二、AM—50型掘进机 （一）结构特点 图5-12 （二）传动系统 1、机械传动系统 图5-13 （1）截割机构传动系统