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矿山机械是直接用于矿物开采和富选等作业的机械。包括采矿机械和选矿机械。探矿机械的工作原理和结构与开采同类矿物所用的采矿机械大多相同或相似,广义上说,探矿机械也属于矿山机械。另外,矿山作业中还应用大量的起重机、输送机、通风机和排水机械等。
定义:直接用于矿物开采和富选等作业的机械。包括采矿机械和选矿机械。广义上说,探矿机械也属于矿山机械。另外,矿山作业中还应用大量的起重机、输送机、通风机和排水机械等。
采矿机械是直接开采有用矿物和采准工作所用的机械设备,包括:开采金属矿石和非金属矿石的采掘机械;开采煤炭用的采煤机械;开采石油用的石油钻采机械。第一台风动圆片采煤机是由英国工程师沃克设计的,约于1868年制造成功。19世纪80年代,美国有数百口油井用蒸汽为动力的冲击钻钻凿成功,1907年,又用牙轮钻机钻凿油井和天然气井,并从1937年起,将它用于露天矿钻井[1]。
采掘机械用于井下和露天矿山开采的采掘机械有:钻炮孔用的钻孔机械;挖装矿岩用的挖掘机械和装卸机械;钻凿天井、竖井和平巷用的掘进机械。
钻孔机械分为凿岩机和钻机两类,钻机又有露天钻机和井下钻机之分。
①凿岩机:用于在中硬以上的岩石中钻凿直径为20~100毫米、深度在20米以内的炮孔。按其动力不同可分为风动、内燃、液压和电力凿岩机,其中风动凿岩机应用最广。
②露天钻机:按破碎矿岩的工作机构不同,分为钢绳冲击钻机、潜孔钻机、牙轮钻机和旋转钻机。钢绳冲击钻机因效率低,已逐渐被其他钻机代替。
③井下钻机:钻凿孔径小于150毫米的井下炮孔时,除应用凿岩机外还可应用80~150毫米的小直径潜孔钻。
利用刀具的轴向压力和回转力对岩面的辗压作用,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。按掘进巷道的不同,分为天井钻机、竖井钻机和平巷掘进机。
①天井钻机,专门用于钻凿天井和溜井,一般不需进入天井操作,用牙轮钻头先钻导向孔,用盘形滚刀组成的扩孔器向上扩孔。
②竖井钻机专门用于一次钻凿成井,由钻具系统、回转装置、井架、钻具提升系统和泥浆循环系统组成。
③平巷掘进机,它是将机械破岩与排渣等工序结合起来并连续进掘的综合机械化设备,主要用于煤巷、软矿中的工程隧道和中等硬度以上矿岩的中平巷掘进。
采煤作业已由50年代的半机械化发展到80年代的综合机械化。综合机械化采煤广泛应用浅截深式双(单)滚筒联合采煤机(或刨煤机)、可弯曲刮板输送机和液压自移支架等设备,使回采工作面的破碎落煤、装煤、运输、支护等环节实现全面的综合机械化。双滚筒采煤机是落煤机械。电动机经截割部分减速机把动力传递给螺旋滚筒落煤,机器的移动靠电动机经牵引部分传动装置来实现。牵引方式基本上有两种,即锚链牵引和无锚链牵引。锚链牵引借助牵引部分的链轮与固定在运输机上的锚链啮合而实现。
陆地石油钻采机械。按开采工序分为钻井机械、采油机械、修井机械和维持油井高产的压裂、酸化机械。钻井机械为开发石油或天然气而钻探或打生产井的全套机械设备。石油钻井机,包括井架、绞车、动力机、泥浆循环系统、滑车装置系统、转盘、井口装置和电气控制系统。井架用于装置天车、游动滑车和大钩等,吊升其他重物上下钻台,悬挂井内钻具进行钻进。
选矿是在所采集的矿物原料中,根据各种矿物物理性质、物理化学性质和化学性质的差异选出有用矿物的过程。实施这种过程的称为选矿机械。选矿机械按选矿流程分为破碎、粉磨、筛分、分选(选别)和脱水机械。破碎机械常用的有颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机和反击式破碎机等。粉磨机械中使用最广的是筒式磨机,包括棒磨机、球磨机、砾磨机和超细层压自磨机等。筛分机械中常用的有惯性振动筛和共振筛。水力分级机和机械分级机是湿式分级作业中广泛使用的分级机械。分选浮选机械常用的有全截面气升式微泡浮选机,脱水机械比较著名的是多频脱水筛尾矿干排系统。[2]破碎粉磨系统中比较著名的是超细层压自磨机。
煤泥专用烘干机是在滚筒干燥机的基础上开发研制而成的新型专用干燥设备,可广泛应用于:
1、煤炭行业煤泥、原煤、浮选精煤、混合精煤等物料的干燥;
2、建筑行业高炉矿渣、粘土、澎润土、石灰石、沙子、石英石等物料的干燥;
3、选矿行业各种金属精矿、废渣、尾矿等物料的干燥;
4、化工行业非热敏性物料的干燥。
矿山机械之自动化设备是自动化系统中的大型成套设备,又称自动化装置。机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。自动化技术的运用可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来。在使用自动化设备时,我们的操作人员及设备维护人员需要加倍小心谨慎的对待机器,不要因为一时的疏忽而让机器设备受到损坏。
矿山机械之自动化设备在使用过程中难免会有一些故障产生,如由于设备维护人员的疏忽,可能某些传感器的位置出现差错,比如没有到位,传感器故障,灵敏度故障等。要经常检查传感器的传感位置和灵敏度,出现偏差及时调节,传感器如果坏掉,立刻更换。此外,由于自动化设备的震动,大部分的传感器在长期使用后,都会出现位置松动的情况,所以在日常维护时要经常检查传感器的位置是否正确,是否固定牢固。
矿山机械根据各个机种的不同,其工作原理也各有特点。
钻孔机械分为凿岩机和钻机两类,钻机又有露天钻机和井下钻机之分。凿岩机是用于在中硬以上的岩石中,钻凿直径为20~100毫米、深度在20米以内炮孔的机械,按其动力不同可分为风动、内燃、液压和电力凿岩机,其中风动凿岩机应用最广;露天钻机按破碎矿岩的工作机构不同,分为钢绳冲击钻机、潜孔钻机、牙轮钻机和旋转钻机,其中钢绳冲击钻机因效率低,已逐渐被其他钻机代替。
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。
离心选矿机是用于回收微细矿泥中的金属矿粒的机械,主要由主机与控制机构两部分组成。在主机锥形转鼓高速旋转所产生的离心力场中,重矿粒沉积到转鼓壁上成为精矿,轻矿粒附在精矿表面,受到流膜(矿浆流)作用,排出转鼓,成为尾矿。
磁选机是利用各种矿物的磁性差异,借助磁力和机械力对矿物的作用进行分选的机械。磁选机由磁力系统、分选装置、给矿和排矿装置组成。磁选机种类很多,主要有永磁筒式磁选机、电磁平环强磁选机和高梯度强磁选机等。
浮选机是利用矿粒表面物理化学性质的差异,对细粒矿物进行分选的机械。矿粒浮选机附有浮选药剂,靠压缩空气或机械搅拌,使不易被水润湿的矿粒附着在气泡上(正浮选法),升至液面,通过排矿装置作为精矿排出,易被水润湿的矿粒留在槽体中作为中尾矿排出。
湿式选矿所得的精矿需要经过脱水机械处理,以使固、液体分离。脱水机械可分为浓缩机、过滤机、离心脱水机和干燥机。
矿山机械在运用到工作生产中前,必须做好调试工作,避免在生产中出现意外事故。下面是矿山机械的一般调试方法。
(1)主机和分析机转向正确。
(2)主机空负荷试运转按转向要求,其运转时间不少于1h。
(3)主机空负荷运转时,应将机械装置用钢丝绳扎紧,避免磨辊与磨环接触打击,如无条件,亦可将磨辊装置拆卸。
(4)主机空负荷试运转应平稳,润滑油最高温度不得超过800℃,温升不得超过400℃。
(5)分析机大小锥齿轮运转应平稳,无不正常声音,并保证油路畅通。
(6)鼓风机应观察转动方向,不应有不正常声音和振动,滚动轴承最高温度不得超过700℃,温升不超过350℃。
(1)经空负荷试运转证明,各部件能正常工作时,才可进行负荷试运转。
(2)负荷试运转时间不少于8h(小时)。
(3)矿山机械工作应正常,传动部分不得有不正常声音和冲击振动。
(4)滚动轴承和润滑油最高温度不超过800℃,温升不超过400℃。
(5)管道装置中各法兰接触不应有漏风现象。
(6)机械产量达到规定指标。
(7)调整分析机转速,使成品粒度控制在0.44-0.125mm范围内。
(8)经空负荷及负荷使运转合格后,再次把紧固件拧紧,即可投入正常运行。
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