《矿山机械设备》思考题

1、矿山机械设备练习题要点提示第一章导论1 岩矿的主要物理机械性质有哪些？它们与凿岩工作有什么关系？岩石的主要物理机械性质有：容重、松散性、强度、硬度、弹性、脆性、耐磨性、稳定性。1、容重：单位体积原生岩石的重量。它在很大程度上反映了矿岩的机械强度。2、松散性：整体岩石被破碎后，其容积增大的性能，常用岩石的松散系数K表示。K指岩石破碎前、后容积之比。3、强度：岩石抵抗机械破坏（拉、压、剪）的能力。岩石机械强度受岩石的孔隙度、异向性和不均匀性的影响而变化很大，一般情况下，抗拉强度（1/101/50）< 抗剪强度（1/81/12）< 抗压强度4、硬度：指岩石抵抗尖锐工具侵入的性能。它取决于

2、岩石的结构、组成颗粒的硬度及形状和排列方式等。硬度越大，截割、钻凿越困难。5、弹性：即当撤销所受外力后，岩石恢复原来形状和体积的性能。弹性越大，钻凿越困难，消耗能量也较多。6、塑性：即当撤销所受外力后，岩石形状和体积不能得到恢复的性能。塑性越大，破碎消耗能量也较多。7、脆性：岩石被破碎时不带残余变形的性能。脆性越大，钻凿越容易。8、耐磨性：岩石磨损工具的性能。耐磨性越大，钻凿越困难9、稳定性：岩石暴露出自由面后，不致塌陷的性能。凿岩时岩石的破碎是多种因素综合作用的结果。在上述诸多因素中，岩石的硬度、强度和脆性是主要的因素，又可将它们概括为岩石的坚固性。2 什么叫岩石坚固性系数？有何作用？岩石坚

3、固性系数是表示岩石破碎难易程度的综合性参数。它影响岩石的破碎方法和钻孔机械的选用。常用普氏系数f表示。3 分别简述机械方法钻凿岩石的差别之处。钻凿岩石的机械方法有：冲击作用、旋转作用和旋转冲击作用三种形式。冲击式凿岩：向钻头施加一个垂直于岩石表面的冲击力，在此冲击力作用下，使钻头切入并破碎岩石。旋转式凿岩：向钻头施加一个扭转力和一个固定的轴向力，钻头以螺旋线形向前运动，并破碎岩石。旋转冲击式凿岩：向钻头施加一个扭转力和一个间歇的轴向力，使钻头与岩石表面成一定的倾角向岩石内钻进。4 钻孔机械根据破碎岩石的方法的分类？旋转式钻机：适用于中硬以下岩石或煤冲击转动式钻机：各种类型的凿岩机、潜孔钻机、钢

4、绳冲击式钻机。适用于中硬以上的岩石旋转冲击式钻机：牙轮钻机。适用于中硬以上岩石第二章 凿岩机械1 凿岩机根据驱动动力的分类？分：气动凿岩机、电动凿岩机、内燃凿岩机、液压凿岩机。气动凿岩机应用最广，又分手持式凿岩机、气脚式凿岩机和导轨式凿岩机；电动凿岩机必须用在有电源供给的地方或自带发电机。内燃凿岩机适用于野外或山地以及没有其它能源的地方凿岩。液压凿岩机效率高、能耗低、投资大。2 简述凿岩机的工作原理。各种凿岩机的工作原理都是冲击转动式。气动凿岩机和液压凿岩机利用压差作用迫使活塞在缸体内作高速往复运动，并冲击钎尾，实现冲击作用，电动凿岩机和内燃凿岩机利用冲击锤冲击钎尾，实现冲击作用。在实现冲击作

5、用的同时，通过转钎机构实现钎杆转动。3 简述气动凿岩机的冲击配气机构、转钎机构、排粉系统和支承推进机构的作用。冲击配气机构：由配气机构、气缸、活塞和气路等组成，其作用是将压缩空气依次输送到气缸的后腔和前腔中，推动活塞作往复运动，从而获得活塞对钎尾的连续冲击动作。转钎机构：常用的转钎机构有内回转和外回转两大类。内回转式是当活塞往复运动时，借助棘轮机构使钎杆作间歇转动。外回转式是由独立的发动机带动钎杆作连续转动。排粉系统：排粉方式有凿岩时注水冲洗加吹风和停止冲击强力吹扫两种。其作用是将凿岩过程中产生的岩粉及时排出孔外。凿岩机的支承及推进机构：以气腿为主。其作用一是支承凿岩机重量；二是克服凿岩机工作

6、时的后座力，使活塞冲击钎尾时钎刃能抵住孔底，以提高凿岩效率。操作机构：由操纵手柄组成（控制凿岩操纵阀、气腿的调压阀及换向阀），调压阀：用于无极地调节气腿的轴推力，以适应凿岩机各种不同条件下作业时对轴推力的要求。换向阀：用于改变调压阀内腔进气方向，从而使气腿伸缩。润滑系统：一般都在进气管路上连接一个自动注油器，实现自动润滑。各种凿岩机的优缺点：1、气动凿岩机 优点：适用范围广，动力成本低，吹粉和凿岩动力合一，设备结构简单。 缺点：钻机不能自带动力，能量利用率低，凿岩速度慢，噪音大2、液压凿岩机： 优点： 动力消耗少，能量利率高； 凿岩机性能和凿岩速度较高； 润滑条件好，零部件寿命高； 可一人多机

7、操作，台班工效高。 缺点： 机器零部件制造和装配精度严格； 维护保养技术和成本费用高； 环境因素会影响其性能及凿岩速度。3、电动凿岩机： 优点： 动力单一； 成本低； 机械效率高。 缺点： 冲击力和冲击频率较低； 零件易损坏。4、内燃凿岩机： 优点：本身带有动力机械，使用灵活，适用于野外或没有其它能源的地方作业。 缺点：设备容易坏，加重空气污染，凿岩成本高4 选择凿岩机时，应考虑哪些主要因素？作业场所（平地、天井、竖井和广场等）；钻孔参数：钻孔的方向、孔径和深度；矿岩性质：矿岩坚硬程度；凿岩机的性能；凿岩机的经济性5 影响气动凿岩机凿岩效率的主要因素是什么？ 凿岩机的性能参数(冲击功、冲击频率

8、、扭矩和转角等)；凿岩机的工作条件(岩石坚固性、风压和轴推力等)；凿岩工具(钎头直径、结构、形状和钎杆长度等)；6 钎子有什么作用？分为哪几种？各自的适用范围是什么？钎子：向岩石传递凿岩机冲击和回转能量的工具。常用的有整体式钎子和组合式钎子两大类。整体钎子适合于软岩和小直径浅孔的钻孔工作。组合式钎子中钎头与钎杆连接的方式有：螺旋式和锥销式。钎头：有一字型、十字型、X型、T字型、柱型等一字型钎头：宜用于较软岩石或节理不发育的半硬岩石或小直径钻孔。十字型钎头：宜用于节理发育的硬岩石或大孔径浅孔。X字型、柱型、T型等钎头都是为了适应复杂岩石物理机械性质和赋存条件和为了提高凿岩效率而发展起来的。对复杂

9、条件下凿岩效果较好，缺点是制造和修磨困难，成本高。钎杆：断面有六角形、圆形和矩形等。钎杆在凿岩过程中承受轴向压应力、扭转应力和弯曲应力。其中，弯曲应力和弯曲疲劳是主要应力和主要破断因素7 凿岩机操作要领凿岩前检查各部件（包括凿岩机、支架或凿岩台车）的完整性和转动情况，加注必要的润滑油、检查风路，水路是否畅通，各连接接头是否牢固。 工作面附近进行敲帮问顶，即检查工作面附近顶板及二帮有无活石、松石，并作必要的处理。 工作面平整的炮眼位置，要事先捣平才许凿岩，防止打滑或炮眼移位。 严禁打干眼，要坚持湿式凿岩，操作时先开水，后开风，停钻时先关风，后关水。开眼时先低速运转，待钻进一定深度后再全速钻进。

10、钻眼时扶钎人员不准戴手套。 使用气腿钻眼时，要注意站立姿势和位置，绝不能靠身体加压，更不能站立在凿岩机前方功钎杆下，以防断钎伤人。 凿岩中发现不正常声音，排粉出水不正常时，应停机检查，找出原因并消除后，才能继续钻进。 退出凿岩机或更换钎杆时，凿岩机可慢速运转，切实注意凿岩机钢钎位置，避免钎杆自动脱落伤人，并及时关闭气路。 使用气腿凿岩时，要把顶尖切实顶牢，防止顶尖打滑伤人。 使用向上式凿岩机收缩支架时，须扶住钎杆，以防钎杆自动落下伤人。第三章 凿岩台车1何谓凿岩台车？可分为哪几类？凿岩台车是将一台或几台凿岩机连同自动推进器一起安装在钻臂或钻架上，并配以行走机构的一种设备。凿岩台车按用途分：掘进

11、台车、采矿台车、锚杆台车和露天开采台车按其行走机械分为：轨轮式、轮胎式和履带式。按其架设凿岩机台数分为：单机台车、双机台车和多机台车。露天台车的主要特点：多为单机，轮胎或履带式行走机构。适用于中小型露天采矿场、土建工程等作业场所。掘进台车的主要特点：单机、双机和多机都有，轨轮、轮胎和履带式行走机构。适用于平巷掘进、遂道、涵洞和地下工程等作业场所。采矿台车的主要特点：单机或双机，多为轮胎式行走机构。适用于采矿场、大型硐室等作业场所。锚杆台车的主要特点：为单机，轮胎式行走机构。适用于钻锚杆孔和安装锚杆用。2平巷凿岩台车应具备哪些运动条件？平巷凿岩台车主要由哪些部件组成？平巷凿岩台车应具备的运动条件

12、：凿岩机能在全断面内进行作业，即按炮眼布置的要求确定孔位。 凿岩机沿炮孔轴线前进或后退，即凿岩机的推进运动。推进器与工作面成任意角度，以便钻凿一定角度的炮眼。推进器的补偿运动。每一凿岩循环应将凿岩台车撤离或送进工作面，即台车的行走运动。凿岩台车的主要组成部分应包括：凿岩机及其推进器、支臂及其变幅机构、车架及其行走机构、供水及液压操纵系统等。凿岩台车的推进器有：螺旋式推进器、液压推进器和链式推进器三种。其作用是用来使凿岩机移近或退出工作面，并提供凿岩工作时所需的轴推力；支臂是凿岩台车支承和运动构件，类型有：直角坐标式支臂和极坐标式支臂；平动机构有：液压平动机构、电液自动平动机构和机械四连杆平动机

13、构。其作用是使推进器在支臂改变位置时始终和初始位置保持平行。（参阅教材P20-22）3在选择凿岩台车时，应考虑哪些主要因素？在选择台车时，应考虑设备的技术、经济指标的合理性和先进性。 经济指标包括设备的投资、能源消耗、材料消耗、设备维修及管理、设备折旧等费用。 技术指标包括设备的先进性和对凿岩爆破工艺要求的适应性，具体包括：凿岩速度快，工作稳定可靠、结构简单、便于操作和维修；满足各种凿岩爆破工艺对钻孔布置和深度的要求，以及巷道断面尺寸和运输方式等方面的要求。第四章潜孔钻机1潜孔钻机的工作原理与其它凿岩钻机有何异同？潜孔钻机与其它凿岩机一样，都有冲击、转动、排渣和推进过程，同属冲击转动式凿岩机。

14、与外回转凿岩机一样，具有独立的回转机构和冲击机构，不同的是：潜孔钻机的冲击机构（冲击器）装于钻杆的前端，潜入孔底，随着钻孔的延深不断推进。2潜孔钻机具有哪些特点？与其它凿岩机相比，它具有如下特点：冲击能量损失不随钎杆的加长而增加，可钻凿大孔直径的深孔； 工作面噪音大大降低； 钻进速度快，机械化程度高，辅助作业时间少，提高了钻机的作业率； 机动灵活；钻孔质量高；能钻凿中硬或中硬以上（f8）的岩石。3潜孔钻机的钻具包括哪几部分？并说明各部分的作用。潜孔钻机的钻具包括钻杆、冲击器和钻头。钻杆的两端有连接螺纹，一端与回转供风机构相联接，另一端联接冲击器。冲击器的前端安装钻头。潜孔钻机的钻孔过程：钻孔时

15、，回转供风机构带动钻具回转并向中空钻杆供给压气，冲击钻头进行凿岩，压气将岩碴（粉）排出孔外，推进机构将回转供风机构和钻具不断向前推进。钻杆：把冲击器送到孔底，传递扭矩和轴压力，并通过其中心孔向冲击器输送压气和水。在凿岩过程中，钻杆承受着冲击振动、扭矩及轴向压力等复杂载荷的作用及排粉过程的喷砂性磨蚀作用冲击器：通过活塞的运动把压气(压力油)的压力能转变为破碎岩石的机械能，并实现孔底排碴和处理夹钻。冲击器分为有阀冲击器，无阀冲击器。钻头：传递冲击能量，直接破碎岩石。4表征潜孔钻机冲击器性能优劣的主要参数有哪些？冲击器的冲击功、冲击频率和耗气量是表征冲击器性能优劣的主要参数。冲击器的冲击功越大，钻孔

16、速度越高。但冲击功的增加量有一定限度的。因为，一方面受到钻头硬质合金柱强度的限制；另一方面，在钻头直径一定的情况下，单位功耗是不同的，且差别很大。5潜孔钻机的钻头按照钻刃形状，可分为哪几种？各自的优缺点是什么？按其钻刃形状，可分为刃片型、柱齿型和片柱混装型三种。刃片型钻头，即是镶焊硬度合金片的钻头，多在十字形和X形钻头使用 优点：成孔规则，钻刃磨钝较慢，因凿岩粗颗粒岩粉率较高而使粉尘浓度下降，钻进速度较快等。 缺点：钻刃离钻头回转中心愈远时，承受负荷愈大，磨钝及磨损也愈快，当钻头侧面磨损后，使其呈现楔形，易于卡钻；合金片各处受力不均，在横向力作用下，合金片易受弯曲而折断；刃片磨修次数较多。柱齿

17、型钻头：是用机械的方法把一定规格的硬质合金柱压入到钻头体上的齿孔中而成。优点：在穿孔过程中能自行修磨，使钻头钻进速度趋于稳定；可根据受力状况合理布置合金柱；柱齿磨损20%时，钻头仍然可以继续工作；嵌装工艺简单，一般用冷压法嵌装即可。柱片混装钻头：钻头的周边镶焊刃片，中心凹陷处嵌装柱齿。这是根据钻头中心破碎岩石体积小而周边破碎岩石体积大的特点而设计制造的，它能较好地解决钻头径向快速磨损问题，但制造工艺较为复杂。6井下潜孔钻机的回转供风机构、推进调压机构、凿岩支柱等部分有何作用？回转供风机构：一方面提供回转动力并把动力传递到钻具，完成钻具钻凿动作；另一方面，通过其空心轴把高压气水混合物送入钻杆直达

18、冲击器，完成孔底吹碴动作。推进调压机构：一方面通过活塞杆往返运动，使回转供风机构向前滑动，钻具则以一定轴压作用于孔底，实现凿岩推进；另一方面调节气缸进气压力，实现在合理轴压力下钻孔。操纵机构：通过操纵开关手把，操纵回转供风机构和推进调压结构完成各自动作。凿岩支柱：升降钻机以适应作业空间的高度和钻凿不同方向的钻孔。7露天潜孔钻机的除尘系统有哪几种方式？各有何优缺点？除尘系统：将钻孔排出的尘气混合物进行尘气分离，以保证作业点空气中的粉尘浓度达标。可分为干式和湿式两种。 干式除尘是直接对尘气混合物进行分离和捕集。不需用水，但除尘效果较差，设备复杂庞大。 湿式除尘是利用风、水混合进行凿岩，水在孔底湿润

19、粉尘，使之成为湿的岩粉球团或岩浆排出孔外。除尘效果好，设备简单，消除二次尘源，但凿岩效率相对较低。第五章牙轮钻机1牙轮钻机的工作原理是什么？牙轮机工作时，通过回转机构和加压机构给牙轮钻头施以回转扭力矩和轴压力。牙轮绕本身轴线而滚动，当钻头回转带动牙轮滚动时，在轴压的静载荷及牙轮滚动时的动载荷作用下，牙轮上的刃齿以凿碎、压入、剪切、刮削等形式破碎岩石。牙轮钻头的类型：按牙轮的数目，可分为单牙轮钻头、双牙轮钻头、三牙轮钻头、四牙轮钻头和多牙轮钻头等。目前，应用最多的为三牙轮钻头。按牙轮上刃齿的形式，可分为铣齿钻头和柱（球）齿钻头两种，前者是用铣刀在轮锥体上铣出的牙齿，形状多为楔形。后者是镶嵌在牙轮

20、上的硬质合金柱。目前，多用后者。按排碴时吹风方式的不同，分为中心吹风排碴式和旁侧吹风排碴式钻头。中心吹风排渣：压气或气水混合物从钻头的中心孔直接喷射到牙轮和孔底。排渣效果差，牙轮磨损快，但适应安装各种止逆阀。旁侧吹风排渣：压气或水气混合物从布置在钻头周边上的三个喷嘴喷出，并通过两相邻牙轮的间隙喷向孔底，将岩渣从牙轮上吹走。排渣效果好，钻井速度快，减少牙轮磨损。2三牙轮钻头是由哪几部分组成？三牙轮钻头是一种三牙轮中心排碴式钻头，主要由牙爪、牙轮和轴承三部分组成。牙轮钻头的主要结构参数有：钻头直径、轴倾角、孔底角。应用于中硬以下软岩的牙轮钻头还有轴线偏移值。钻头直径取决于采矿作业对炮孔的要求。直径

21、越大，每米穿爆量就越大。但结合爆破作业要求及钻头使用寿命选择。轴倾角影响着牙轮钻头轴承的受力状况和轴承的强度。减少轴倾角可以减少轴承的径向负荷，但因轴承结构尺寸变小而削弱轴承强度。可根据岩石硬度选择。孔底角影响到钻头所获得的轴推力。孔底角应保证钻头获得足够的轴向推力。3表征牙轮钻机性能的主要工作参数有哪些？牙轮钻机在钻孔过程中，施加在钻头上的轴压、转速和排碴风量是保证钻机有效穿孔的主要工作参数。轴压的合理值取决于岩石坚固性质系数( f )、钻头直径和钻头质量。在一定范围内，钻井速度随钻具的转速的增加而增加。但转速过高时，钻进速度下降，而且会造成回转机构的强烈振动，并使钻头轴承发热、磨损，牙齿折

22、断，造成钻头或其它机件的损坏。低转速用于钻凿大孔径炮孔、硬岩及接卸钻杆；高转速用于钻凿小孔径炮孔。在其它参数相近情况下，选择排渣风量较大的牙轮钻机。第六章掘进机械1掘进机械的概念和分类掘进机械是利用刀具的轴向压力和回转力对岩面产生辗压作用，直接破碎矿岩的成巷或成井机械设备。所用刀具有盘形滚刀、楔齿滚刀、球齿滚刀和铣削刀具等。按掘进巷道的不同，又可分为天井钻机、竖井钻机和平巷掘进机。按工作机构的工作方式不同又分为：循环作业式部分断面掘进机和连续作业式全断面掘进机。2简述部分断面掘进机的工作特点部分断面掘进机是一种能够实现截割、装载、转载运输、行走和喷雾除尘的联合机组。它既可用于煤矿井下，也可用于

23、金属矿山以及其他隧道施工。部分断面掘进机工作机构中的截割头每次截割工作面岩壁的一部分，经过若干次截割后掘出所要求的断面。部分断面掘进机多为悬臂式掘进机，按破碎岩石的方式不同，分为纵轴式和横轴式两种。3简述部分断面掘进机的主要工作机构及其作用 悬臂工作机构：悬臂机构由截割头、截割电动机、减速箱和壳体组成。悬臂有伸缩式和不可伸缩式。工作时，电动机减速箱截割头(旋转)截齿破碎岩石。截割头纵向推进力由行走履带(或伸缩悬臂的推进油缸)提供，悬臂支撑机构中的升降油缸和回转油缸驱动悬臂在垂直和水平方向摆动，以截割不同部位的岩石。 截割头轴线与悬臂轴线重合的称为纵轴式掘进机，其截割头多为锥形。工作时，先将截割

24、头钻进岩体掏槽，然后按一定方式摆臂，直至掘所需的断面。纵轴式掘进机掏槽时的进给力由行走履带(或伸缩悬臂的推进油缸)提供。横摆截割时进给力由悬臂的摆动油缸提供。截割反力与悬臂轴线垂直，对机器产生绕其纵轴线的扭转力矩(倾覆力矩)，不利于机器稳定工作。截割头破碎的岩石向两侧堆积，影响装载效果；截割头轴线与悬臂轴线垂直的称为横轴式掘进机。截割悬臂的摆动方式与纵轴式相同。横摆截割的运动轨迹近似空间螺旋线，截割力方向与进给力方向近乎一致。截割反力与悬臂轴线平行。 悬臂支撑机构：悬臂支撑机构由升降油缸、回转油缸和回转台组成。实现悬臂的垂直和水平方向的摆动。悬臂铰接于回转体上，升降油缸的一端和悬臂铰接，另一端

25、和回转体铰接。在升降油缸的作用下，悬臂可在垂直方向上下摆动，回转体则可带动悬臂作水平的摆动。回转台位于机器的中央，由回转体、回转支承、回转油缸组成。工作时，截割反力通过回转台传到机架上。回转台也是将悬臂机构和其他工作机构相连接的部件。4简述全断面掘进机及其工作原理全断面掘进机是一种用在中硬以上岩体，可一次掘出整个圆形巷道断面、驱动功率大，是实现掘进、岩渣装运、洞壁支护等一次开挖成洞的高科技施工设备，与钻爆法相比，具有高速、优质、安全、经济四大优点，是目前世界上最先进的隧道掘进机械。全断面掘进机主要包括全断面岩石掘进机（也称为TBM）和盾构机。全断面岩石掘进机（TBM）适用于在岩石地层，主要分为

26、敞开式、单护盾、双护盾等几种；盾构机适用于软土和复合地层，主要分为土压平衡、泥水平衡等几种。主要组成及工作原理：全断面掘进机主要由刀盘、机头、传动装置、推进油缸、支撑机构、液压泵站、胶带转载、除尘抽风机和大梁等组成。 滚刀破岩：全断面掘进机多采用盘形滚刀破碎岩石。盘形滚刀由刀圈、刀体、轴承、心轴及密封装置组成。刀圈相对于心轴转动，心轴固定于刀盘的滚刀架上，使滚刀可随刀盘一起转动。刀盘利用挤压力和剪切力破碎岩石。在刀盘推压力的作用下，滚刀前面的岩石被挤成粉末，形成破碎区，岩粉沿滚刀两侧喷出。随着刀盘转动，形成环形截槽，由于滚刀楔形边受推压力作用而产生平行于工作面的分力，相邻截槽间的岩石被剪碎，从

27、而形成圆形断面。 推进原理：掘进机的推进是通过推进油缸和支撑油缸的配合作用实现的。工作时，先将水平支撑板撑紧在巷道两帮支承隹机器的后半部分的重量，然后将机器的后支撑油缸提起，再开动推进油缸将刀盘、机头连同大梁一起推向工作面，达到推进行程后，再将后支撑油缸放下撑在底板上，支撑隹机器的后半部分重量，然后缩回水平支撑缸的活塞杆，使水平支撑板脱离岩帮后再收缩推进油缸，拉动水平支撑缸沿大梁向前移动一个步距，即完成一个推进行程。以此反复，机器迈步推进。 导向原理是：现代全断面掘进机采用激光指示掘进机的推进方向。用激光经纬仪或激光定向仪指示推进方向，用千斤顶编组施以不同的推力，进行纠偏，即调整掘进机的位置和

28、推进方向，包括坡度调向、水平调向和纠偏调向。坡度调向通过机器换行程时，利用后支撑的伸缩调整机器的俯仰程度，使机器按所需坡度推进。水平调向通过调整左右两个推进油缸的伸缩差异实现；纠偏调向通过左右斜油缸调整实现。第七章装载机械1井下用前端式装载机的特点是什么？井下前端式装载机有以下特点：车身低矮，宽度较窄而长度较长，以适应井下作业空间狭窄的环境；经常处于双向行驶状态，司机操纵利用侧坐或双向驾驶的布置。动臂较短，卸载高度和卸载距离较小。柴油机要采取消烟和净化措施。废气主要成分氮氧化合物、碳氢合物、碳氧化合物及油烟等，废气净化可采取选用优质燃料、选用燃烧完全的内燃机，进行机外净化处理和加强通风等措施。

29、零部件材料选择及制造工艺应考虑防潮防腐蚀。2铲斗式装载机与耙式装载机的工作原理有何区别？它们主要区别工作机构的装载方式上：铲斗式装载机装载时，铲斗从岩堆底部插入，铲取物料，而耙式装载机装载时，耙爪从顶部或侧面插入岩堆，阻力较小。铲斗式装载机是非连续作业的装载设备，斗容又较小，生产能力受到限制。耙式装载机装岩动作是连续或半连续的，并且自身带有转载运输机构，具有较高的生产能力。铲斗式装载机铲斗可以作垂直方向的升降运动，但无法独立作水平横向摆动，卸载范围较小；耙式装载机在机头和机尾两端，根据作业要求，可实现在垂直方向上作升降运动以及随机身作水平摆动，卸载范围较大。铲斗式装载机需要多次装运循环才能完成

30、一定的装载量，生产能力受到运输距离的限制。耙式装载机都带有转载设备，运距限制对生产能力影响较小。3中心回转式抓岩机和靠壁式抓岩机的工作原理各是什么？中心回转式抓岩机的工作原理：抓斗围绕井筒中心作回转运动和沿井筒直径方向作往复运动，从而使抓斗能抓取井筒任意地点的岩块。靠壁式抓岩机：由气动抓斗、提升机构、变幅机构和旋转机构等分组成。抓岩机用钢绳吊于井口的稳车上，其机架挂在井壁的锚杆上，以液压支撑装置紧紧撑持在井壁上。工作时以压气为动力开闭抓斗，以液压实现抓斗的升降、动臂的变幅和回转动作，保证抓取井筒内任意位置的岩块。4单斗挖掘机的应用：单斗挖掘机为露天矿开采用的主要设备之一，可用来完成表土的剥离、

31、堆弃、转载以及矿石的采掘和装运等工作。为了使生产能力合理，在单斗挖掘机工作时，必须使挖掘机的斗容与运输设备的容积合理配套。1m3挖掘机与4-8T自卸卡车配套使用，适用于装备年产量30万吨以下的矿山； 2m3挖掘机与812T自卸卡车配套使用，适用于装备年产量30100万吨的矿山； 4m3挖掘机与20T，32T或60T铁轨自翻车配套，适用于装备年产量100500万吨的矿山；812 m3挖掘机与100T自卸卡车或60T铁轨自翻车。适用于装备年产量1000万吨的矿山；第八章 井下运输设备1 矿车的基本性能参数有哪些？矿车容量：包含矿车车箱的容积和最大载重量两个指标。车皮系数：用车皮系数Kc表征。即：K

32、c为矿车自重Go与载重G比。矿车容积系数Kv：Kv为矿车车箱容积V与矿车外形体积之比。矿车的基本阻力系Kf数：Kf为矿车基本运行阻力与矿车全重之比。2 各种类型的矿车是怎样卸载的？固定车箱式矿车与圆形翻车机配套使用，实现自动卸载。翻转车箱式矿车：采用人力向两侧翻转卸载。侧卸式矿车：车箱与铰链与车架连接，车箱的一侧铰接着可侧向开启的车门，另一侧下部装设一个卸载滚轮，卸载时，曲轨将矿车卸载滚轮抬起，在车箱倾翻的同时，侧门开启，车箱中的矿石即倾卸入溜井或矿仓中，卸载后，滚轮沿曲轨下降，车箱复位，车门关闭。底卸式矿车：是一种底部开门的矿车。卸矿时，矿车通过卸载站，底板后端的滚轮沿着卸载曲轨向下滚动时，

33、底板即因矿石和底板的自重而逐渐开启，矿石卸入漏斗内（溜井），卸矿后，滚轮沿由轨向上滚动并关闭底板。当整列矿车通过卸载站时，电机车和矿车车箱借助焊装在它们两侧的翼板承托在特别的一组托轮上，此时，电机车停止运转，依靠惯性力和反作用力，使整列矿车继续向前运动。待列车通过后，接通电源，电机车牵引，卸载过程完毕。矿车运输提升过程中还需要使用一些辅助设备。主要有：翻车机、推车机（推车机是短距离推动矿车的设备，其中又分翻车机前的推车机和装罐推车机）、爬车机（爬车机是在矿车自重滑行线路上使矿车升上一定高度的设备。）、阻车器（阻车器是窄轨线路上的停车装置。用于翻车机内、罐笼之前或罐笼之内、斜井井口及其他需要场所

34、。3 矿车的选择应考虑哪些因素？选择矿车时、应综合考虑矿山生产工艺流程、运输系统、矿车用途、岩（矿）石性质及装卸条件等因素。 矿山企业生产规模。一般地，大型企业采用固定式或底卸式矿车，中小型企业，采用固定式或侧卸式矿车。 矿车用途。运输废石，多用翻转车箱式矿车。 运距。当运距短时，宜用侧卸式矿车、但粉矿多、贵重金属矿石、涌水量大的矿山不宜使用。 矿车的容积。一般地，矿车容积大，其技术经济指标较好。4 矿用电机车的类型及构造我国矿用电机车均采用直流电机车，牵引电机及牵引电网均系直流。其中又分为架线式电机车和蓄电池式电机车。矿用电机车的构造包括机械和电气两大部分，机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承

35、箱、弹簧托架、制动系统（机械制动和电气制动）、撒砂系统（其作用是向轨面上撒砂，以加大车轮与轨面间的摩擦系数）、齿轮传动装置及连接缓冲装置等。5电机车的选型应考虑哪些因素？应考虑运输量、采矿方法、装矿点分布情况、运距和车型的特殊要求等因素。如果装矿点分散，溜井贮矿量小，应选用多台小吨位电机车；反之，应选用大吨位电机车；专为掘进巷道用、运输人员、材料和线路维修的，应选用小吨位电机车；运距长、运量大的平峒，应选用大吨位电机车。若为双机牵引时，应选用两台同型号电机车。6 列车运行有哪几种状态？列车运行有三种状态：牵引状态、惯性状态和制动状态。牵引状态是指列车在牵引电动机产生的牵引力作用下，加速起动或匀

36、速运动。惯性状态是指牵引电动机断电后，列车靠惯性运行；制动状态是指列车在制动闸瓦或牵引电动机产生制动力矩作用下减速运行或停车。7什么叫列车运行的基本阻力、坡道阻力、弯道阻力、惯性阻力？ 基本阻力：指列车沿水平的直线轨道匀速运行时所受到的阻力。主要由轴承摩擦阻力、车轮的滚动擦阻力、轮缘与轨道之间的滑动摩擦阻力等构成。 坡道阻力：指列车在坡道上运行时，由于列车重量沿倾斜方向的分力所引起的运行阻力。 弯道阻力：指列车在弯道上运行时，克服的弯道阻力。 惯性阻力：指列车以加速度或减速运行时所受到的阻力。8 电机车计算时应考虑的重要原则为了保证电机车正常运行，其牵引力和制动力都必须小于粘着力。这是进行电机

37、车运行计算时应考虑的重要原则。9如何计算电机车的牵引重量。按电机车的起动条件计算牵引重量：根据井下运输中最困难的条件计算，即按重车沿弯道上坡起动条件计算。按制动条件计算牵引重量：根据列车在最不利的情况下制动，即重车沿直线轨道下坡制动，并使制动距离符合安全规定。按以上计算取小值并进行按牵引电动机温升条件进行校核。10 胶带输送机的工作原理是什么？胶带输送机由胶带、驱动滚筒、换向滚筒、托辊、拉紧装置、机架等组成。胶带绕经驱动滚筒和换向滚筒构成一个无极环形带。上段胶带支承在槽形托辊上，下段胶带支承在平直托辊上。工作时，驱动滚筒通过它与胶带间的摩擦阻力带动胶带运行。11 简述胶带输送机的驱动滚筒、导向

38、滚筒、托辊、拉紧装置、机架等部分的主要作用。托辊和机架：其作用是支承胶带，减少胶带运行阻力，使胶带的垂度符合要求，以保持胶带运转平稳。驱动装置：是胶带运送机的动力源。可分为单电机驱动和多电机驱动；单滚筒、双滚筒和多滚筒驱动等不同布置形式。拉紧装置：使胶带具有足够的张力，借以保证滚筒与胶带间产生必要的摩擦阻力，另一方面，限制胶带的垂度。第九章 矿井提升设备1 矿井提升设备主要由哪几部分组成？矿井提升机主要由提升容器、提升钢丝绳、提升机、井架和天轮以及装卸载附属装置等组成。矿井提升容器主要有罐笼、箕斗、矿车、斜井人车和吊桶。罐笼为多用途提升容器，既可以提升矿井，又可以升降人员、运送材料和设备；箕斗

39、只用于提升矿石，根据卸载方式又分为翻转式、侧卸式和底卸式；矿车和斜井人车主要用于斜井提升矿石和运送人员；吊桶用于竖井掘进时提升废石。2 在单绳单层罐笼提升系统中，悬挂装置、导向装置、断绳防坠器、承接装置各有什么用途？悬挂装置：它是提升容器与提升钢丝绳之间连接部件总称。其特点：能防止在钢丝绳产生附加弯曲应力，延长寿命，具有较大的安全系数，适应钢丝绳载荷的变化，钢丝绳上夹紧压力分布均匀等。导向装置：又称为罐耳，它使罐笼沿着井筒中的罐道运动。根据罐道的不同，又分为刚性罐道导向装置和柔性罐道导向装置。断绳防坠器：又称保险器，其作用是当钢丝绳或连接装置万一发生断裂时，防坠器可使罐笼卡在罐道上，以保证所运

40、送人员的安全。承接装置：便于矿车出入罐笼。设置在井底、井口及中段车场，有承接梁、托台和摇台三种形式。承接梁只用于井底车场，托台和摇台可用于井底和井口车场，中段车场规定的摇台。3 在单罐笼或单箕斗提升系统中，平衡锤有什么作用？平衡锤的作用：在单罐笼或单箕斗提升系统中，平衡提升载荷，减小卷筒上提升钢丝绳的静张力差，以减小电动机容量。4 选择提升容器时应考虑的主要因素是什么？矿井生产能力；矿物品种数量；矿物粉碎程度；地面生产系统的总体布置；矿井基建时间长短。5 提升钢丝绳的技术特征参数有哪些？提升钢丝绳的技术特征参数有： 钢丝直径； 钢丝韧性； 钢丝的极限抗拉强度（又称为公称抗拉强度）,一般地，钢丝

41、公称抗拉强度为15501700MPa。6矿井提升机的类型、结构、工作原理及优缺点提升机供缠绕和传动钢丝绳之用，以完成矿井升降重物的任务。提升机分为单绳缠绕式和多绳摩擦式两大类。单绳缠绕式提升机多为等直径提升机。按卷筒个数，又为双筒和单筒提升机两种。双筒提升机：在主轴上安装两个卷筒，其中一个称为固定卷筒（死卷筒），另一个称为游动卷筒（活卷筒）。双筒提升机用作双钩提升，两个卷筒的钢丝绳缠绕方向相反，当卷筒旋转时，其中一根向卷筒上缠绕，另一根则自卷筒上松放，从而实现提升重容器，下放空容器的任务。它具有更换中段、调节绳长和换绳均方便等优点。单筒提升机：可用作单钩提升，也可用作双钩提升。双钧提升时，卷筒

42、缠绕表面为两根钢丝绳所共用，下放绳空出卷筒表面时，上升绳即向该表面缠绕。它具有结构紧凑、重量轻的优点，但不能用于多中段提升，且调节绳长和换绳也不方便。多绳摩擦式提升机有塔式和落地式两种。塔式布置紧凑省地，可省去天轮，全部载荷垂直向下，井塔稳定性，钢丝绳不裸露在雨雪之中；缺点是井塔造价高，抗震能力不如塔式。多绳摩擦提升系统的几根钢丝绳等距离搭在主导轮（摩擦轮）的衬垫上，钢丝绳的两端分别与提升容器。当电动机带动主导轮转动时，通过衬垫与提升钢丝绳之间产生的摩擦力带动提升容器往复升降，完成提升任务。多绳摩擦式提升系统中的导向轮用于增大钢丝绳在主导轮上的围包角或缩小提升中心距。7双卷筒的结构及作用双筒提

43、升机的结构，主要由主轴装置、制动装置、减速器、联轴器、深度提升器等组成。调绳装置：它的用途是使活卷筒与主轴分离或联接，必须调节绳长、更换中质或更摇钢丝绳时，使两个卷筒产生相对运动。减速器：用于电动机与主轴之间完成拖动、制动、正常运行等转速的转换。深度指示器：主要用于指示容器在井筒中的位置；发出减速信号；进行安全制动；进行过速保护。矿井提升机配有牌坊式、圆盘式和多水平深度指示器等三种。前两者用于单水平提升，后者用于多水平提升。深度指示器除了能指示提升容器在井筒中的位置外；还必须能： 当提升容器接近井口卸载位置时发出提升减速信号；当提升容器发生过卷时，进行安全制动。8天轮的作用及选择天轮安装在井架

44、上，起钢丝绳导向作用。天轮直径的选择，一般等于卷筒的直径，或按安全规程规定选择。9多绳摩擦提升与单绳缠绕式提升相比有哪些优点？在钢丝绳安全系数、材料强度、总截面积相同的情况下，多绳摩擦提升的钢丝绳的直径较细；多绳摩擦提升机的主导轮直径较单绳缠绕式提升机的卷筒直径小；整个提升机尺寸减小、重量减轻，同时电动机容量和能耗也相应减小；主导轮直径减小，可以使用较高转速电动机和较轻重量减速器；数根同时承受提升载荷，安全性较高；采用偶数根钢丝绳，且捻向左右各半，消除也提升容器在提升过程中的转动，减少了罐道对容器罐耳的摩擦阻力。10多绳摩擦提升与单绳缠绕式提升相比有哪些缺点？数根钢丝绳的悬挂、更换、调整、维护

45、检修工作复杂，而且当有一根钢丝绳损坏而需要更换时，为保持各钢丝绳具有相同的工作条件，往往需要更换所有的钢丝绳。因不能调节绳长，故双钩提升工作不适用于多水平提升，也不适用于凿井提升。当井深超过1700 m时，钢丝绳于容器在连接处的应力波动较大，钢丝绳的故障较多，故多绳摩擦提升不易用于超深井提升。11提升系统设备尺寸及位置计算有哪些项目？卷筒直径天轮直径钢丝绳直径井架高度卷筒中心线至井筒线的水平距离钢丝绳弦长钢丝绳俯角钢丝绳仰角第十章 提升设备运动学与动力学1 如何确定提升设备的最经济合理的提升速度？根据算出的V值，选择与其接近的提升机的标准速度，作为速度图中的最大速度，但必须符合安全规程规定：竖

46、井用罐笼升降人员的加速度0.75米/秒2，最大速度12米/秒；竖井升降物料时，提升速度的最大值米/秒2 如何计算罐笼提升速度图各参数？根据提升高度H，计算Vmax ,查表选择与其接近的标准速度；选取加（减）速度a，决定速度的各阶段形状计算各阶段的运行时间t，运行高度h计算一次提升运行时间Tt=t计算一次提升全时间TTt计算每小时提升次数n=3600/T计算每年生产能力An=trts nQ/C3 如何计算箕斗提升速度图各参数？步骤与罐笼提升一样，只是箕斗的速度图阶段要多且复杂一些。4 提升设备的动力学基本方程是什么？等直径提升设备的动力学基本方程F提升电动机作用在卷筒圆周上的拖运力Fj提升系统作

47、用在卷筒圆周上的静阻力提升静阻力Fj等于上升和下放两根钢丝绳的静张力差(FjsFjx)与矿井阻力W之和，即： FjFjs-Fjx+W,矿井阻力包括：井筒内运行的空气阻力、罐道的摩擦阻力、钢丝绳弯曲时的刚性阻力及轴承的摩擦阻力等，通常按下式估算：W=Qg在一次提升过程中，造成静阻力变化的是钢丝绳重力（pHg）的改变，而不是提升量及矿井阻力（KQg）。M提升系统各运动部分变位到卷筒上的质量 a卷筒圆周上的加速度5 什么是静力不平衡系统？它对提升工作带来哪些不利？在一次提升过程中，造成静阻力变化的是钢丝绳重力（pHg）的改变，而不是提升量及矿井阻力（KQg）。钢丝绳重力使下放绳的静张力不断增加、使上

48、升绳的静张力不断减小，导致两根钢丝绳的静张力差减小，这种提升系统称为静力不平衡系统。为了克服静力不平衡提升系统的缺点，常用悬挂尾绳方法进行静力平衡。不利表现在：使提升开始时静阻力大为增加，甚至要增加电动机容量；在提升终了时，静阻力变为负值，增加过卷的可能性，使提升不安全。6 何谓提升系统的变位质量？提升系统是一个复杂的运动系统，为了简化提升系统惯性力的计算，可以用卷筒上的集中质量来代替提升系统所有运动部分的质量，这种集中代替质量称为提升系统的变位质量。它等于各移动部分和转动部分的质量之和。而各移动部分的变位质量等于它们的实际质量。7 如何估算电动机功率？根据提升电动机线圈发热有安全要求原则估算

49、。Fd为提升电动机作用在卷筒上的等值力。为传动效率第十一章 矿井提升机的电力拖动装置与制动装置1 交流提升电动机拖动的特点是什么？交流提升电动机直接由交流电源供电，提升机速度的变化由电动机中可变电阻控制。提升机加速时，逐段增加电阻。交流交流提升系统选择减速方式时，首先考虑采用自由滑行减速，如果自由滑行减速度太小，则需要采用制动减速；如果自由滑行减速度太大，则需要采用电动机减速。2 直流提升电动机拖动的特点是什么？直流提升电动机直接由直流电源供电，其提升速度的变化通过改变外来电压的方法实现。提升加速时，逐渐增加外供电压；提升减速时，逐渐减小外供电压。3 如何进行提升电动机功率的计算与选型？求出电

50、动机的等值容量，初选电动机按照：电动机允许发热条件正常运行时电动机过负荷能力特殊情况下电动机过负荷能力三个条件进行检验。最终决定电动机选型。4提升机差事方式有哪几种？自由滑行减速方式其特点：在减速开始时，将电动机从电网靠系统的惯性向卸载位置运行，速度逐渐降低，既不电力拖动，有不用制动器制动，故称为自由滑行减速方式。电动机减速方式其特点： 这是用电动机缓慢减速。即将电动机的转子附加电阻在逐级接入转子回路，使电动机在较软的人工特性上用行。制动状态减速方式其特点：当提升系统的惯性力很大时，在整个减速过程运行阶段即使不使用电动机拖动，系统也将加速运行。因此为了使提升系统减速，必须对系统施加足够的制动力

51、。确定减速方式时，应首先考虑采用自由滑行减速方式，因这种方式，既达到了减速的目的，又能充分利用提升系统的动能，操作简单，节省电能。若次减速度a3h值太小，可选较大的减速度，此时制动力不大于0.3Q，可考虑采用机械制动减速；若大于0.3Q,则需采用电气制动方式。5 制动装置有哪些作用？制动装置由哪几部分组成？工作制动 在正常运行时的减速阶段和下放重物时，参与调整提升机的运行速度，并在提升终了时使之正常停车。安全制动 当发生紧急事故时，能迅速而合乎要求地闸住提升机。检修制动 当检修提升机时，使之保持静止不动。更换制动 在更换提升水平、调节绳长或更换钢丝绳时，能闸住提升机的活卷筒，松开死卷筒。制动装

52、置由制动器（又称为闸）和传动机构两部分组成。6 液压盘式制动装置具有哪些特点？液压盘式制动装置具有下列特点：安全可靠程度高；制动力矩可调性好；操纵动作快、灵敏度高；质量轻、结构紧凑、外形尽寸小；通用性好。第十二章 多绳摩擦提升1 摩擦式提升机的工作原理是什么？摩擦式提升机的工作原理钢丝绳套在摩擦轮上，两端各悬挂一个提升容器，利用提升钢丝绳与主导轮摩擦衬垫之间的摩擦力来传递动力，使容器移动，运转时，靠摩擦力来带动提升钢丝绳，使重载侧钢丝绳上升，空载侧钢丝绳下放，从而完成提升或下放重物的任务。2 多绳摩擦提升的优缺点有哪些？缺点： 多根钢丝绳的悬挂、更换、调整和维护检修工作复杂； 钢丝绳报废较大；

53、 不能同时用于几个中段和凿井的提升； 不适应于特别深的矿井提升。3 多绳摩擦提升由哪几部件组成？由主轴装置、制动装置、减速器、深度指示器、车槽装置、导向轮等部件组成。4 增大多绳摩擦提升防滑安全系数的措施有哪些？增加围包角增加钢绳与衬垫间的摩擦系数增大下放钢绳的拉力（增加尾绳、增加容器自重）第十三章 矿山流体机械1矿山流体机械主要有哪些？矿山流体机械主要有排水机械、通风机械和压气设备。2矿山排水系统有哪些形式？矿山排水系统有：集中排水系统和分段排水系统。分段排水系统又分为分段直接排水系统和分段拉力排水系统。3矿井排水泵如何设置？矿井必须安装工作备用和检修三套水泵。工作水泵的能力应能在20小时排

54、出矿井一昼夜的正常涌水量。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70。工作水泵和备用水泵的总能力应能在20小时排出矿井一昼夜的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25。水文地质条件复杂的矿井还要在主泵房预留增设水泵的位置。必备两路水管，其通过能力分别与工作水泵和备用水泵相适应，使两水泵能同时开启，以保证雨季排水。4简述矿用离心泵的工作原理矿用水泵按工作原理可分离心式水泵和轴流式水泵两类。矿用水泵多为离心式水泵。离心水泵启动前先由注水漏斗向泵内注水，然后启动水泵，叶轮随轴旋转，叶轮中的水也被叶片带动旋转。这时，水在离心力的作用下以很高的速度和压力从叶轮的边缘向四周甩出动去，并由泵壳导流

55、，流向压水口并流出。此时，在叶轮入口造成一定的真空，吸水井中的水在大气压力的作用下，经吸水管进入叶轮。由于叶轮的不断旋转，使排水不间断进行。5水泵（风机）联合工作时，流量（风量）和扬程（风压）有何关系？关联工作：Qm = Q1 + Q2Hm = H1 = H2串联工作：Qm = Q1 =Q2Hm = H1 + H2 6 水泵调节方式有哪些？改变特性曲线（切割叶轮外径减少叶轮数目改变转速）改变管道曲线（节流调节并联管路）7矿井通风方式和通风系统有哪些类型？通风方式：抽出式通风压入式通风混合式通风通风系统：中央并列式对角式中央边界式8轴流式风机的工作原理轴流式风机工作时，旋转叶片的挤压推进力使气体获得能量，升高其压能和动能，叶轮安装在风机为圆锥形泵壳内,当叶轮旋转时，气体轴向流入，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流式风机适用于大流量、低压力，制冷系统中常用作送引风机。9矿井通风机调节方式有哪些？调节网路特性：即在不改变风机特性情况下，通过调节风门开启度的大小来改变网路阻力和网路特性曲线。调节风机特性（改变风机转速改变叶轮安装