矿山机械复习重点

矿山机械

题型：选择题、名词解释、简答题、分析计算题

1.煤岩体在一定条件下受外力作用开始破坏时所具有的极限应力值称为煤岩的强度.

2.单位截割深度作用于刀具上的截割阻力称为截割阻抗，用A(kN／m)表示。截割阻抗是在现场测定的.

3.凿岩机凿岩的四个动作：冲击钎杆、旋转钎杆、推进钎杆、排渣.

4.凿岩机是按冲击破碎原理进行工作的。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凿入一定深度，形成一道凹痕。活塞退回后，钎杆转过—定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾，又形成—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，并从钎杆的中心孔连续输入压缩空气或压力水，将岩砟排出孔外，即可形成一定深度的圆形钻孔.

5.气动凿岩机虽然种类较多，但结构基本相似，均由冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等组成.

6.液压凿岩机以高压液体为动力，与气动凿岩机相比，具有能量消耗少、凿岩速度快、效率高、噪声小、易于控制、钻具寿命长等优点，但其对零件加工精度和使用维护技术要求较高。液压凿岩机一般安装在凿岩台车的钻臂上工作，可钻凿任何方位的炮孔，钻孔直径通常为30-65mm，适用于以钻爆法掘进的矿山井巷、碉室和隧道的钻孔作业，是一种新型高效的凿岩设备.

7. 液压凿岩机的典型结构，主要由钎杆、转钎机构、配流阀、冲击锤、供水机构、缓冲装置、液压马达和蓄能器等组成。液压凿岩机和气动凿岩机一样，也是利用旋转运动冲击破岩，其不同之处是使用循环的高压液体作为传动介质驱动凿岩机的冲击机构和转钎机构.

8. 凿岩台车由凿岩机、钻臂(包括推进器)、行走机构、操作台、控制系统、动力源(泵站)等组成。凿岩机普遍采用导轨式液压凿岩机。钻臂用于支承和推进凿岩机，并可自由调节方位，以适应炮孔位置的需要.

9.为完成平巷掘进，凿岩台车应实现下列运动： ①行走运动，以便台车进入和退出工作面；

?推进器变位和钻臂变幅运动，以实现在断面任意位置和任意角度钻眼； ③推进运动，以使凿岩机沿钻孔轴线前进和后退。

10.用钻眼爆破法掘进巷道时，工作面爆破后碎落下来的煤岩需要装载到运输设备中运离工作面，实现这一功能的设备统称为装载机械。按行走方式分为轨轮式、履带式、轮胎式和雪橇式。按驱动方式分为电动驱动、气动驱动、电液驱动。按作业过程的特点分为间歇动作 式和连续动作式两大类。间歇动作式是工作机构摄取物料时为间歇动作的装载机，主要有耙斗装载机、后卸式铲斗装载机和侧卸式铲斗装载机等3种形式。连续动作式是工作机构摄取物料时为连续动作的装载机，主要有扒爪装载机、立爪装载机、扒爪立爪装载机、圆盘式 装载机和振动式装载机等.

11.根据所掘断面的形状分为全断面掘进机和部分断面掘进机.

12.悬臂式掘进机由截割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电控系统和喷雾降尘系统等组成. 13.按截割头布置方式，悬臂式掘进机分纵轴式和横轴式.

14.为了提高综合机械化掘进成套设备的可靠性，保证配套单机的最佳工况和协调工作设备配套应遵循哪些原则？

(1)配套单机的主要技术特征和参数必须满足掘进巷道的地质条件及巷道掘进工艺的要求。 (2)综合机械化掘进成套设备的综合生严能力，应以掘进机的生产能力为主要依据(掘进机的掘进速度经常受支护和转运设备的影响而不能连续工作)，其他配套设备(桥式转载机、可伸缩带式输送机)的生产能力应稍高于掘进机的生产能力，但过高或偏低都会影响整套设备的协调工作。 (3)选择掘进机时，应把满足巷道断面和所截割煤岩硬度的要求作为主要依据。 15.用于实现采煤工作面落煤和装煤工序的机械称为采煤机械.

16.滚筒采煤机类型繁多，但其基本组成部分大致相同，一般由电动机、截割部、行走部和辅助装置等组成.

17.螺旋滚筒能适应煤层的地质条件和先进的采煤方法及采煤工艺的要求，具有落煤、装煤、自开切口的功能.

18.螺旋滚筒的设计要求是什么？

(1)降低单位比能耗。在一定的装机功率下，块煤率越高，比能耗越低。

(2)降低滚筒阻力矩幅值的变化量。滚筒的转矩变化系数不应超过3％-5％，以保证采煤机的动负荷不致太大及其工作的稳定性。

(3)提高可靠性。螺旋滚筒的可靠件与其参数、结构特点、制造质量、工况条件及开采的煤层性质有关。主要失效形式是齿座和叶片开焊、齿座磨损、叶片和端盘变形等。

(4)应有自行切人的功能。螺旋滚筒的结构应能保证采煤机在工作面两端工作时能自行切入煤壁，所受轴向力尽量小。

(5)截齿应装拆方便，特别是当采煤机过断层截割较硬的煤岩时，截齿不易丢失。 (6)螺旋滚筒的落煤和装煤能力应协调一致，保证具有良好的装煤性能。 19.螺旋滚筒由螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴、筒彀及截齿等组成.

20.螺旋滚筒的结构参数包括：滚筒直径、宽度(截深)和螺旋叶片参数等。 21.滚筒直径——指截齿齿尖处的直径.

滚筒宽——是滚筒两端最外边缘截齿齿尖截割圆之间的轴向距离，即截深.

螺旋叶片参数——包括螺旋升角、螺距、叶片头数以及叶片在筒彀上的包角，它们对落煤、特别是装煤能力有很大影响。螺旋叶片头数主要是按截割参数的要求确定的。

22.水平直线表示齿尖的运动轨迹(截线)，相邻截线之间的距离就是截线距(简称截距)。坚线表示截齿座的位置坐标。 23.为向输送机运煤，滚筒的转向必须与滚筒的螺旋方向相一致。对逆时针方向旋转(站在采空区侧看滚筒)的滚筒，叶片应为左旋；顺时针方向旋转的滚筒，叶片应为右旋。即通常所说的“左转左旋，右转右旋”。

采煤机在往返采煤的过程中，滚筒的转向不能改变，从而有两种情况：顺转，截齿截割方向与碎煤下落方向相同；逆转，截齿截割方向与碎煤下落方向相反.

24.双滚筒采煤机滚筒转向，为了使两个滚筒的截割阻力能相互抵消，以增加机器的工作稳定性，必须使两个滚筒的转向相反。滚筒的转向分两种方式：反向对滚和正向对滚. 25.反向对滚和正向对滚的优缺点比较？

答：采用反向对滚时，割顶部煤的前滚筒顺转，故煤尘较少，碎煤不易抛出伤人。中厚煤层双滚筒采煤机都采用这种方式。虽然煤流被摇臂挡住而减小了装煤口，但由于滚筒直径较大，仍有足够的装煤口尺寸。采用正向对滚时，前滚筒产生的煤尘多，碎煤易伤人，但煤流不

被摇臂挡住，装煤口尺寸大，因而在薄煤层采煤机中采用正向对滚就显示出了优越性.

26.（参考）对于单滚筒采煤机，一般在左工作面用右螺旋滚筒，而在右工作面用左螺旋滚筒。因此，当滚筒截割底部煤时，滚筒转向总是顺着碎煤下落的方向。截割下的煤通过滚筒下边运向输送机，运程较长，煤被重复破碎的可能性较大，但不受摇臂限制.

27. 采煤机辅助装置的功用是改善采煤机的工作性能。采煤机的辅助装置包括：机身连接、冷却喷雾装置、拖缆装置和调高装置等。其他机型还包括调斜装置、底托架、破碎装置、弧形挡板、张紧装置和防滑装置等。根据滚筒采煤机的不同使用条件和要求进行选用.

28. 刨煤机是以刨头为工作机构，采用刨削方式破煤的采煤机械。与滚筒采煤机优缺点比较？ （1）刨煤机的截深较浅(30-120 mm)，可以充分利用煤层的压张效应，刨削力及单位能耗小；行走速度大(一般为20-40m/min，快速刨煤机可达150 m／min)；刨落下的煤的块度大(平均切屑断面积

2

为70-80 cm)，煤尘少，结构简单、可靠，特别是刨头可以设计得很低(约300 mm)，可实现薄煤层、极薄煤层的机械化采煤；工人不必跟机操作，可在平巷进行控制，对薄煤层、急倾斜煤层机械化和实现遥控具有重要意义。

（2）刨煤机的缺点是：对地质条件的适应性不如滚筒采煤机，调高不易实现，开采硬煤层比较困难，刨头与输送机和底板的摩擦阻力大，电动机功率的利用率低。

29.刨煤机的类型较多，按刨头的工作原理可分为动力刨煤机和静力刨煤机两大类.

30.刨煤机由刨煤部、输送部、液压推进系统、喷雾降尘系统、电气系统和辅助装置等组成. 31.要实现高产高效，采煤工作面的“三机”——采煤机、输送机和液压支架必须合理配套. 32.采煤机滚筒切入煤壁的深度称为截深，它与滚筒宽度相适应：

33.采煤机工作时在工作面底板以上形成空间的高度称为截割高度。采煤机的截割高度应与煤层厚

度的变化范围相适应。采煤机产品说明书中的“截割高度”，往往是滚筒的工作高度，而不是真正的截割高度。

34.滚筒上截齿齿尖的切线速度称为截割速度。

35.三用阀由单向阀、安全阀和卸载阀组装而成，分别承担支柱的注液升柱、过载保护和卸载降柱功能。

36.（补充）

在各种厚度煤层的开采中，分别使用薄煤层支架、中厚煤层支架和厚煤层支架。

根据不同的采煤方法，分别使用一次采全高支架、放顶煤支架、铺网支架和充填支架。 根据采煤工作面的不同位置，可分别使用工作曲支架、过渡支架(排头支架)和端头支架。 液压支架的控制方式分别为本架控制、邻架控制和成组控制。

常用的特种支架有铺网支架、三软支架、大倾角液压支架以及除工作面支架以外的端头支架、过渡支架和超前液压支架等。

铺网支架是特厚煤层采用分层开采时既能支护顶板又能自动铺联网的液压支架。 三软支架是指适用于“三软”煤层的支架。

“三软”煤层是指煤质软(易片帮)、顶板软(破碎不稳定)、底板软(易陷底)的煤层。 支架高度值出现小数时，最大高度舍去小数，最小高度四舍五入。 37.液压支架的工作原理？

液压支架的主要动作有升架、降架、推移输送机和移架。这些动作是利用乳化液泵站提供的高压液体，通过液压控制系统控制不同功能的液压缸来完成的。每架支架的液压管路都与工作面主管路并联，形成各自独立的液压系统。其中，液控单向阀和安全阀设在本架内，操纵阀可设在本架或邻架内，前者为本架操作，后者为邻架操作。

1）支架升降：支架的升降依靠立柱2的伸缩来实现，其工作过程如下。 1．初撑

操纵阀8处于升柱位置，由泵站输送来的高压液体，经液控单向阀6进入立柱的下腔，同时立柱上腔排液，于是活柱和顶梁升起，支撑顶板。当顶梁接触顶板，立柱下腔的压力达到泵站的工作压力后，操纵阀置于中位，液控单向阀6关闭，立柱下腔的液体被封闭，这就是支架的初撑阶段。此时，支架对顶板产生的支撑力称为初撑力。支架的初撑力Pc(kN)为：

支架初撑后，进入承载阶段。随着顶板的缓慢下沉，顶板对支架的压力不断增加，立校下腔被封闭的液体压力将随之迅速升高，液压支架受到弹性压缩，并由于立柱缸壁的弹性变形而使缸径产生弹性扩张，这一过程就是支架的增阻过程。当下腔液体的压力超过安全隔5的动作压力时，高压液体经安全阀5泄出，立柱下缩，直至立柱下腔的液体压力小于安全阀的动作压力时，安全阀关闭，停止泄液，从而使立柱工作阻力保持恒定，这就是恒阻过程：此时，支架对顶板的支撑力称为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。支架的工作阻力为(kN)为：

3．卸载

当操纵阀8处于降架位置时，高压液体进入立柱的上腔，同时打开液控单向阀6，立柱下腔排液，于是立柱(支架)卸载下降。 2）拉架和推溜

支架和输送机的前移，由底座3上的推移液压缸4来完成。需要移架时，先降柱卸载，然后通过操纵阀使高压液体进入推移液压缸4的活塞杆腔，活塞腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把整个支架拉向煤壁。需要推移输送机时，支架支撑顶板，高压液体进入推移液压缸4的活塞腔，活塞杆腔回液，以支架为支点，活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。

38.支架工作时的支撑力变化可分为三个阶段，即：开始升柱至单向阀关闭时的初撑增阻阶段t0，初撑后至安全阀开启前的增阻阶段t1，以及安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段t2，这就是液压支架的阻力-时间特性。它表明液压支架在低于额定工作阻力下工作时，具有增阻性，以保证支架对顶板的有效支撑作用；在达到额定工作阻力时，具有恒阻性；为使支架恒定在此最大支撑力，又具有可缩性，即支架在保持恒定工作阻力下，能随顶板下沉而下缩。增阻性主要取决于液控单向阀和立柱的密封性能，恒阻性与可缩性主要由安全阀来实现。因此，安全阀、液控单向阀和立柱是保证支架性能的三个重要元件。