矿山机械与运输

目录 1凿岩机械 1 1．1 概述 1 1．1．1机械破碎岩石钻孔机理 1 1．1．2岩石可凿性分级 3 1．1．3凿岩机械 5 1．1．4冲击凿岩机械的基本功能与设备组成 5 1．2气动凿岩机 6 1．2．1气动凿岩机类型、主要机构 6 1．2．2气腿式凿岩机 10 1．2．3上向式凿岩机 11 1．2．4导轨式凿岩机 11 1．2．5凿岩机型号标记 12 1．3气动凿岩机主要性能参数 14 1．3．1冲击能Blow energy 14 1．3．2冲击频率Blow frequency 15 1．3．3凿岩机功率Power16 1．3．4扭矩（回转扭矩）torque 16 1．3．5钎子转角和转速rotational frequency 16 1．3．6耗风量air consumption 17 1．3．7耗水量water consumption 17 1．3．8其他参数 17 1．3．9凿岩速度及其影响因素 18 1．3．10气动凿岩机的发展 19 1．4液压凿岩机 19 1．4．1液压凿岩机分类及特点 19 1．4．2液压凿岩机基本结构 20 1．4．3液压凿岩机的冲击工作原理 23 1．4．4液压凿岩机的主要性能参数、选型及使用26 1．5凿岩台车Drill jumbo 27 1．5．1凿岩台车分类 27 1．5．2凿岩台车的应用 27 1．5．3凿岩作业对台车的设计要求 28 1．5．4凿岩台车的组成及工作原理 28 1．5．5掘进凿岩台车 28 1．5．6采矿凿岩台车 34 1．5．7凿岩钻车的选型 37 1．6井下深孔钻机 37 1．6．1潜孔钻机 37 1．6．2牙轮钻机 42 1．6．3井下深孔钻机的应用 49 1．7凿岩钎（钻）具、凿岩辅助设备以及其他凿岩机械 50 1．7．1凿岩钎（钻）具 50 1．7．2凿岩辅助设备53 1．7．3其他凿岩机械 53 复习思考题 53 2矿山装载机械设备 55 2．1矿山装载机械分类及特点 55 2．1．1矿用单斗挖掘机 56 2．1．2轮斗挖掘机 58 2．1．3装岩机 58 2．1．4装运机 60 2．1．5铲运机load-haul-dump 60 2．1．6铲斗式装载机： 61 2．1．7连续式装载机 61 2．1．8抓岩机 63 2．2地下铲运机 63 2．3地下铲运机设备选型 82 2．3．1选型原则 82 2．3．2选型计算 84 2．3．3铲运机采场出矿结构 85 2．4装岩机和装运机87 2．4．1装岩机 87 2．3．2装运机 88 复习思考题 88 3矿山提升设备 90 3．1概述 90 3．1．1组成及提升动作过程 90 3．1．2矿井提升设备的分类 90 3．1．3提升机简介 91 3．2提升容器及其辅助装置 93 3．2．1箕斗 93 3．2．2罐笼 95 3．2．3承接装置及稳罐设备 97 3．2．4平衡锤 99 3．2．5提升容器的比较及应用范围 99 3．2．6提升容器规格的选择 99 3．3提升钢丝绳 101 3．3．1钢丝绳的结构、种类和应用范围 101 3．3．2钢丝绳计算107 3．4单绳缠绕式矿井提升机 109 3．4．1矿井提升机 109 3．4．2提升机的结构原理 110 3．4．3提升机型号及技术参数 111 3．4．4单绳缠绕式提升机主要参数的计算及选择 112 3．4．5天轮 114 3．4．6安全防护装置 115 3．5多绳摩擦式提升机 116 3．5．1摩擦式提升机的类型及技术参数 116 3．5．2摩擦式提升机结构组成 118 3．5．3摩擦式提升机传动原理 121 3．5．4防滑安全系数 121 3．5．5多绳摩擦式提升机的选型计算 122 3．6提升机与井筒的相对位置123 3．6．1影响提升机安装位置的因素 123 3．6．2提升机与井简相对位置的计算 124 3．6．3多绳摩擦式提升机布置特点 127 3．7提升设备的运动学、动力学 128 3．7．1提升速度的确定 128 3．7．2提升设备的运动学 129 3．7．3提升设备的动力学 131 3．8提升电动机容量及电耗 138 3．8．1初选提升电动机 138 3．8．2提升电动机容量校核 140 3．8．3提升设备电耗及效率 143 复习思考题： 144 4矿井排水设备 147 4．1概述 147 4．1．1矿井排水设备的功用及矿井水性质147 4．1．2矿井排水设备的组成 147 4．1．3矿井排水设备的分类 148 4．2离心式水泵工作原理及其性能曲线 148 4．2．1离心式水泵的工作原理 148 4．2．2离心式水泵的分类 148 4．2．3离心式水泵的性能参数 149 4．2．4离心式水泵的性能曲线 150 4．3离心式水泵在管路中的工作 152 4．3．1管路特性曲线 152 4．3．2水泵的工况点 153 4．3．3离心式水泵的汽蚀和吸水高度 153 4．3．4水泵正常工作条件 153 4．3．5离心式水泵的工况点调节和联合工作154 4．4矿井主水泵房和管路的布置 157 4．4．1矿井排水系统 157 4．4．2矿井主水泵房的设备布置及管路布置 158 4．4．3水仓 159 4．4．4对排水设备的要求 160 复习思考题 160 5矿山压气设备 162 5．1概述 162 5．1．1空气压缩设备 162 5．1．2压气设备的组成 162 5．1．3矿山压气设备分类 162 5．1．4活塞式压缩机的分类 163 5．2单级活塞式压缩机工作理论 165 5．2．1工作原理 165 5．2．2活塞式空气压缩机理论工作循环 1655．2．3活塞式空气压缩机实际工作循环 166 5．2．4空气压缩机的主要性能参数 166 5．3活塞式压缩机的生产量和功率 167 5．3．1压气机生产量的确定 167 5．3．2压气机及其电动机功率 167 5．4压气站设计及管道计算 168 5．4．1压气站设计 168 5．4．2压气管道计算 169 5．5螺杆式压缩机和离心式压缩机 169 5．5．1螺杆式压缩机 169 5．5．2离心式压缩机 172 5．5．3空压机比较、选型及配置 173 复习思考题 174 6井下机车运输 175 6．1矿井轨道线路175 6．1．1轨道的结构及选择 175 6．1．2弯曲轨道 178 6．1．3道岔 180 6．1．4轨道线路的连接计算 182 6．2矿用车辆 184 6．2．1矿车的分类及构造 184 6．2．2矿车主要类型及选择 186 6．3矿车选择和矿井矿车数 188 6．3．1经验近似方法 188 6．3．2按矿车周转率计算。 188 6．3．3定点分布法 188 6．4轨道运输的辅助机械设备 189 6．4．1卸载设备 189 6．4．2移动矿车或车组的设备 192 6．4．3控制矿车运行速度的设备 1976．5机车运输 199 6．5．1概述 199 6．5．2矿车运行理论 202 6．5．3电机车运输计算 205 6．6电机车运输计算举例 207 6．6．1原始数据 207 6．6．2计算内容 207 6．6．3设计计算 207 复习思考题 209 7井底车场 210 7．1竖井井底车场 210 7．1．1井底车场的线路 210 7．1．2井底车场形式 210 7．1．3井底车场的选择 212 7．2竖井井底车场线路平面布置 212 7．2．1井筒相互位置 212 7．2．2井底车场储车线 213 7．2．3马头门平面布置214 7．3竖井井底车场线路坡度 215 7．3．1行车阻力 215 7．3．2马头门线路的坡度计算 216 7．3．3储车线坡度 220 7．3．4井底车场线路闭合计算 221 7．4竖井井底车场通过能力 221 7．4．1电机车在井底车场内运行图表的编制 221 7．4．2井底车场调度图表的编制 224 7．4．3调车方式 227 7．4．4井底车场的通过能力 227 7．4．5提高井底车场通过能力的措施 228 7．5斜井井底车场 228 7．5．1斜井提升方式 228 7．5．2斜井井底车场型式229 7．5．3串车斜井折返式车场运行线路 232 7．5．4串车斜井井底车场的组成 232 7．5．5斜井甩车场设计 232 复习思考题 233 8井下卡车运输 235 8．1概述 235 8．1．1井下卡车优缺点及适用条件 235 8．1．2结构及分类 235 8．1．3主要技术参数 239 8．1．4技术要求 245 8．2井下卡车的选择 245 8．2．1选型原则 245 8．2．2地下矿用汽车运输计算 246 8．3地下矿用汽车无轨运输道路 246 8．3．1无轨运输巷道 246 8．3．2斜坡道的坡度248 8．3．3无轨设备巷道断面和弯道半径 249 8．3．4路面结构和会让站 251 8．4井下卡车废气污染的控制 252 8．4．1废气中的有害成分 252 8．4．2废气净化措施 252 复习思考题 253 9露天矿铁路运输 254 9．1铁路运输牵引动力学 254 9．1．1电机车牵引力 255 9．1．2列车运行阻力 255 9．1．3列车制动力和制动距离 256 9．1．4列车运行方程式 257 9．1．5列车牵引重量的计算 258 9．2露天矿铁路线路设计 259 9．2．1露天矿铁路线路分类与等级259 9．2．2区间线路平面设计 259 9．2．3区间线路纵断面设计 260 9．2．4设计方案的选优 260 9．3露天矿线路车站设计 260 9．3．1车站设计的基本知识 261 9．3．2露天矿矿岩站设计 262 9．3．3露天矿坑内站设计 263 9．3．4铁路行车组织 264 9．4露天矿铁路运输能力计算 265 9．4．1列车运输能力及工作列车数 265 9．4．2线路通过能力 266 复习思考题 267 10露天矿公路运输 268 10．1自卸汽车行驶动力学 268 10．1．1自卸汽车的牵引力268 10．1．2自卸汽车的运行阻力 268 10．1．3运动方程式及动力因素： 269 10．1．4自卸汽车的制动与制动距离 270 10．2露天矿公路线路设计 270 10．2．1公路线路分类及技术等级 270 10．2．2公路线路的平面设计 271 10．2．3公路线路的纵断面设计 273 10．2．4矿用公路定线 274 10．3露天矿公路的路基、路面设计 275 10．3．1公路路基设计 275 10．3．2公路路面设计 275 10．4露天矿公路运输能力 276 10．4．1自卸汽车载重量的计算276 10．4．2汽车运输计算 277 复习思考题 277 11矿山其他运输设备和矿山供电系统 278 11．1矿山其他运输设备 278 11．1．1架空索道运输 278 11．1．2带式输送机 279 11．1．3露天矿破碎设施 281 11．2矿山供电设施及电气设备 281 11．2．1矿山井下用电的环境条件 281 11．2．2矿山供电要求 281 11．2．3供电系统方案技术经济比较 283 11．2．4矿山供配电系统 284 11．2．6矿用电气设备 288 复习思考题 289 12矿山智能装备290 12．1概述 290 12．1．1智能矿山概念 290 12．1．2智能矿山的总体构架 291 12．1．3矿山智能装备 291 12．1．4矿山智能装备发展现状 294 12．1．5矿山智能装备关键技术 295 12．1．6矿山装备智能化的意义 297 12．2智能凿岩机械 298 12．2．1智能凿岩台车 298 12．2．2地下高气压智能潜孔钻机 303 12．3智能装药车（智能混装车） 308 12．3．1地下装药车 308 12．3．2地下智能混装车关键技术 311 12．3．3应用实例313 12．4井下智能铲运机 316 12．4．1铲运机的智能化 316 12．4．2地下智能铲运机的关键技术 318 12．4．3矿山应用实例 320 12．5有轨电机车无人自动驾驶系统 323 12．5．1地下有轨电机车无人驾驶技术发展 323 12．5．2关键技术方案 323 12．5．3无人驾驶电机车系统应用实例 325 12．6井下无人卡车运输 332 12．6．1环境感知及自主装卸 333 12．6．2自主循迹驾驶、自主导航技术 334 12．6．3路径规划和智能避障技术 335 12．6．4智能控制技术335 12．6．5路径追踪及速度控制技术 336 12．6无人值守生产系统 337 12．6．1无人值守提升机系统 337 12．6．2无人值守排水系统 338 12．6．3无人值守变配电系统 339 12．6．4智能带式输送机系统 341 12．6．5矿山井下其他无人值守系统 342 复习思考题 343 参考文献