[拼音]：kuangshan jixie

[外文]：mining machinery

直接用于礦物開(kāi)采和富選等作業(yè)的機(jī)械，包括采礦機(jī)械和選礦機(jī)械。探礦機(jī)械的工作原理和結(jié)構(gòu)與開(kāi)采同類礦物所用的采礦機(jī)械大多相同或相似，廣義說(shuō)也是一種礦山機(jī)械。礦山作業(yè)中還應(yīng)用大量的起重機(jī)、輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)和排水機(jī)械。

采礦機(jī)械

采礦機(jī)械是直接開(kāi)采有用礦物和采準(zhǔn)工作所用的機(jī)械設(shè)備，包括：開(kāi)采金屬礦石和非金屬礦石的采掘機(jī)械；開(kāi)采煤炭用的采煤機(jī)械；開(kāi)采石油用的石油鉆采機(jī)械。第一臺(tái)風(fēng)動(dòng)圓片采煤機(jī)是由英國(guó)工程師沃克設(shè)計(jì)的，約于1868年制造成功。19世紀(jì)80年代，美國(guó)有數(shù)百口油井用蒸汽為動(dòng)力的沖擊鉆鉆鑿成功，1907年，又用牙輪鉆機(jī)鉆鑿油井和天然氣井，并從1937年起，將它用于露天礦鉆進(jìn)。

采掘機(jī)械

用于井下和露天礦山開(kāi)采的采掘機(jī)械有：鉆炮孔用的鉆孔機(jī)械；挖裝礦巖用的挖掘機(jī)械和裝卸機(jī)械；鉆鑿天井、豎井和平巷用的掘進(jìn)機(jī)械。

鉆孔機(jī)械

分為鑿巖機(jī)和鉆機(jī)兩類，鉆機(jī)又有露天鉆機(jī)和井下鉆機(jī)之分。

（1）鑿巖機(jī)：用于在中硬以上的巖石中鉆鑿直徑為20～100毫米、深度在20米以內(nèi)的炮孔。按其動(dòng)力不同可分為風(fēng)動(dòng)、內(nèi)燃、液壓和電力鑿巖機(jī)，其中風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)應(yīng)用最廣。

（2）露天鉆機(jī):按破碎礦巖的工作機(jī)構(gòu)不同，分為鋼繩沖擊鉆機(jī)、潛孔鉆機(jī)、牙輪鉆機(jī)和旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)。鋼繩沖擊鉆機(jī)因效率低，已逐漸被其他鉆機(jī)代替。潛孔鉆機(jī)用鉆桿帶動(dòng)風(fēng)動(dòng)沖擊器和鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，利用風(fēng)動(dòng)沖擊器的活塞沖擊鉆頭破碎礦巖，通常用在中小型礦山中鉆直徑80～250毫米的炮孔。牙輪鉆機(jī)用牙輪鉆頭的輾壓作用來(lái)破碎礦巖，適于在硬礦巖上鉆直徑150～440毫米的孔，它具有效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度小的優(yōu)點(diǎn)，在大中型露天金屬礦中得到廣泛應(yīng)用。潛孔（或牙輪）鉆機(jī)由沖擊器（或鉆頭）、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、加壓裝置、行走機(jī)構(gòu)、排渣系統(tǒng)、鉆架和鉆桿組成。旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)只適于鉆較軟的礦巖和煤。

（3）井下鉆機(jī)：鉆鑿孔徑小于 150毫米的井下炮孔時(shí)，除應(yīng)用鑿巖機(jī)外還可應(yīng)用 80～150毫米的小直徑潛孔鉆。在煤或較軟礦巖中鉆直徑70毫米以下的炮孔時(shí)，一般用電力鉆或風(fēng)鉆，由電動(dòng)機(jī)（或氣動(dòng)馬達(dá)）帶動(dòng)鉆桿鉆孔，鉆出的巖（煤）屑經(jīng)鉆桿上的螺旋槽排出。

掘進(jìn)機(jī)械

利用刀具的軸向壓力和回轉(zhuǎn)力對(duì)巖面的輾壓作用，直接破碎礦巖的成巷或成井機(jī)械設(shè)備。所用刀具有盤(pán)形滾刀、楔齒滾刀、球齒滾刀和銑削刀具。按掘進(jìn)巷道的不同，分為天井鉆機(jī)、豎井鉆機(jī)和平巷掘進(jìn)機(jī)。

（1）天井鉆機(jī):專門(mén)用于鉆鑿天井和溜井，一般不需進(jìn)入天井操作，用牙輪鉆頭先鉆導(dǎo)向孔，用盤(pán)形滾刀組成的擴(kuò)孔器向上擴(kuò)孔。天井孔徑一般為500～2500毫米。

（2）豎井鉆機(jī):專門(mén)用于一次鉆鑿成井，由鉆具系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)裝置、井架、鉆具提升系統(tǒng)和泥漿循環(huán)系統(tǒng)組成。圖1為直徑9米的豎井鉆機(jī)，成井直徑為7.5米。

（3）平巷掘進(jìn)機(jī)：它是將機(jī)械破巖與排渣等工序結(jié)合起來(lái)并連續(xù)進(jìn)掘的綜合機(jī)械化設(shè)備，主要用于煤巷、軟礦中的工程隧道和中等硬度以上礦巖的中平巷掘進(jìn)。

采煤機(jī)械

采煤作業(yè)已由50年代的半機(jī)械化發(fā)展到80年代的綜合機(jī)械化。綜合機(jī)械化采煤廣泛應(yīng)用淺截深式雙(單)滾筒聯(lián)合采煤機(jī)（或刨煤機(jī)）、可彎曲刮板輸送機(jī)和液壓自移支架等設(shè)備，使回采工作面的破碎落煤、裝煤、運(yùn)輸、支護(hù)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全面的綜合機(jī)械化。

雙滾筒采煤機(jī)是落煤機(jī)械。電動(dòng)機(jī)經(jīng)截割部分減速機(jī)把動(dòng)力傳遞給螺旋滾筒落煤，機(jī)器的移動(dòng)靠電動(dòng)機(jī)經(jīng)牽引部分傳動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。牽引方式基本上有兩種，即錨鏈牽引和無(wú)錨鏈牽引。錨鏈牽引借助牽引部分的鏈輪與固定在運(yùn)輸機(jī)上的錨鏈嚙合而實(shí)現(xiàn)。無(wú)錨鏈牽引則借助齒輪與固定在運(yùn)輸機(jī)上的齒條嚙合實(shí)現(xiàn)，具有較好的防滑性能。由于采煤機(jī)具有兩個(gè)可調(diào)高滾筒，可以適應(yīng)頂?shù)装迕簩幼兓淮慰刹扇??？蓮澢伟遢斔蜋C(jī)不僅是回采工作面的運(yùn)煤設(shè)備，也是采煤機(jī)的軌道，供采煤機(jī)在其上牽引運(yùn)行，同時(shí)它還是液壓支架自移時(shí)的支點(diǎn)。

液壓自移支架（圖2）在采煤時(shí)用支柱撐起頂梁，使支架架體撐緊頂板。在推移輸送機(jī)時(shí)，則以支架架體為支點(diǎn)，推出推移千斤頂使輸送機(jī)移動(dòng)一定的距離，然后再將支柱收起縮回頂梁，使架體與頂板脫離。這時(shí)以輸送機(jī)為支點(diǎn)縮回推移千斤頂，則架體被拉向輸送機(jī)旁。然后再升起支柱，撐起頂梁支撐頂板，至此完成一個(gè)推移過(guò)程。

石油鉆采機(jī)械

又稱石油礦場(chǎng)機(jī)械，分為陸地石油鉆采機(jī)械和海洋石油鉆采機(jī)械。

陸地石油鉆采機(jī)械

按開(kāi)采工序分為鉆井機(jī)械、采油機(jī)械、修井機(jī)械和維持油井高產(chǎn)的壓裂、酸化機(jī)械。

（1）鉆井機(jī)械：為開(kāi)發(fā)石油或天然氣而鉆探或打生產(chǎn)井的全套機(jī)械設(shè)備。圖3為石油鉆井機(jī)，包括井架、絞車(chē)、動(dòng)力機(jī)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、滑車(chē)裝置系統(tǒng)、轉(zhuǎn)盤(pán)、井口裝置和電氣控制系統(tǒng)。井架用于裝置天車(chē)、游動(dòng)滑車(chē)和大鉤等，吊升其他重物上下鉆臺(tái)，懸掛井內(nèi)鉆具進(jìn)行鉆進(jìn)。絞車(chē)安裝在井架的鉆臺(tái)上，將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力傳遞到井口的轉(zhuǎn)盤(pán)上，以帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。它利用絞車(chē)卷筒上纏繞的鋼繩帶動(dòng)游動(dòng)滑車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行卷?yè)P(yáng)，起下鉆桿、套管和吊升其他重物到鉆臺(tái)上。動(dòng)力機(jī)是鉆井機(jī)械的動(dòng)力源，可由柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組驅(qū)動(dòng)。在超深井鉆井時(shí)，已采用燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和交流可控硅整流系統(tǒng)。泥漿循環(huán)系統(tǒng)包括泥漿泵、泥漿池、泥漿槽和管路循環(huán)系統(tǒng)等，用于清除孔底巖渣和冷卻鉆具?；?chē)裝置系統(tǒng)由滑輪組、鋼繩、大鉤等組成，以起下鉆具和進(jìn)行卷?yè)P(yáng)工作。井口裝置由套管頭、油管頭、防噴器和采油樹(shù)組成。防噴器在鉆井時(shí)用以控制井下高壓油、氣、水層，防止發(fā)生井噴或其他事故。采油樹(shù)裝設(shè)在井口的油管頭上，由法蘭盤(pán)、三通、四通接頭、閘門(mén)及壓力表等組成，作用是控制地下油、氣藏，以便在合理?xiàng)l件下進(jìn)行開(kāi)采。

（2）采油機(jī)械:油井開(kāi)采后地下油源逐漸消耗，油井不能繼續(xù)維持自噴，需要用采油機(jī)械將油從地下抽出。采油機(jī)械有兩種型式：有桿抽油設(shè)備由地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備（各種抽油機(jī)）、井底工作機(jī)(抽油泵)和能量傳遞裝置（抽油桿）等組成；無(wú)桿抽油設(shè)備有水電活塞機(jī)、電力離心沉沒(méi)泵和振動(dòng)泵幾種。

（3）修井機(jī)械：用于井下設(shè)備和井身的修理。包括修井機(jī)和洗井機(jī)。

（4）壓裂、酸化機(jī)械：用于使油、氣井增產(chǎn)。壓裂是在油層滲透率低或天然滲透率較差時(shí)將高壓液體壓入地層內(nèi)，造成人工裂縫或擴(kuò)展地層的原始裂縫，并用支撐劑（砂子或其他固體顆粒）填充裂縫，在靠近井眼地帶造成高滲透區(qū)域，從而提高油氣井產(chǎn)量。壓裂機(jī)械包括壓裂車(chē)、混砂廠、罐車(chē)和井口裝置等。酸化是向井內(nèi)注入酸液，利用酸對(duì)地層的浸蝕作用，提高油層滲透率而增加油氣產(chǎn)量。也有用酸液壓裂的，這種方法較單純壓裂或酸化具有更好效果。

海洋石油鉆采機(jī)械

與陸地石油鉆采機(jī)械相似，分為鉆井裝置和采油系統(tǒng)。

（1）海洋鉆井裝置:一般是在海洋鉆井平臺(tái)（圖4）上安裝鉆機(jī)和采油裝置，并附有生活設(shè)施。平臺(tái)有固定式和移動(dòng)式兩類。固定式平臺(tái)只適于淺海鉆井，有普通鋼質(zhì)導(dǎo)管架式、重力型、深水全鋼結(jié)構(gòu)式和腿柱張緊式4種。移動(dòng)式平臺(tái)也有4種形式：沉淀式、自升式、豐潛式平臺(tái)和鉆井船。沉淀式平臺(tái)的總高度（不包括井架）大于工作地區(qū)水深，其上為甲板，下為浮箱，中連管柱。鉆井時(shí)向浮箱中注水，使沉墊下沉到海底;鉆畢將浮箱中的水排出，使沉墊升起。吃水較淺的平臺(tái)可以拖航，一般用在水深20～30米的海區(qū)。自升式平臺(tái)周邊有3個(gè)以上的樁腳，樁腳的高度大于工作區(qū)的水深，可升降和支于海底。鉆井時(shí)將平臺(tái)頂起高出海面；鉆畢先將平臺(tái)降到水面，收起樁腳便可拖航。半潛式平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與沉淀式平臺(tái)相似，高度（不包括井架）為40～50米。它在10～30米的淺水區(qū)可支于海底工作;在30～200米的深海區(qū)可在半潛狀態(tài)下工作，用錨系定位。鉆井船形如普通船舶，一般用于水深200米以內(nèi)的海區(qū)，浮在水面上工作，用錨系等方法定位。有的鉆井船采用動(dòng)力定位的先進(jìn)技術(shù)，即不用錨系，而用一套聲納、電子和機(jī)械設(shè)備，自動(dòng)測(cè)量和調(diào)節(jié)船位。

海洋鉆井裝置與陸地鉆井裝置的區(qū)別是：前者由于鉆深井和超深井，為便于向海底下沉特殊井口設(shè)備，多采用大直徑轉(zhuǎn)盤(pán)和可移動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)；同時(shí)為適應(yīng)波浪引起的船體（平臺(tái)）升降運(yùn)動(dòng)，減少對(duì)鉆桿柱的彎曲，采用具有萬(wàn)向鉸接補(bǔ)心的轉(zhuǎn)盤(pán)。

（2）海洋采油系統(tǒng)：分為純平臺(tái)采油、濕式海底采油、干式海底采油和平臺(tái)與海底混合采油 4種系統(tǒng)。使用純平臺(tái)采油系統(tǒng)時(shí)，在平臺(tái)上鉆出生產(chǎn)井后將鉆機(jī)拆除，將采油設(shè)備安裝在平臺(tái)上。使用濕式海底采油系統(tǒng)時(shí)，將海底采油設(shè)備安裝于一定水深的海底，并且直接與海水接觸采油。使用干式海底采油系統(tǒng)時(shí)，也將采油設(shè)備安裝在海底，但采油設(shè)備用外罩與海水隔開(kāi)，處于罩中的采油設(shè)備密閉，保持在一個(gè)大氣壓中，與陸上的設(shè)備一樣維護(hù)，但成本較高。使用混合采油系統(tǒng)時(shí)，將平臺(tái)上的采油設(shè)備安裝在平臺(tái)甲板以下一定距離的海水中（或海底），而在平臺(tái)上設(shè)置常規(guī)的采油樹(shù)。

選礦機(jī)械

選礦是在所采集的礦物原料中，根據(jù)各種礦物物理性質(zhì)、物理化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的差異選出有用礦物的過(guò)程。實(shí)施這種過(guò)程的稱為選礦機(jī)械。選礦機(jī)械按選礦流程分為破碎、粉磨、篩分、分選（選別）和脫水機(jī)械。

破碎、粉磨、篩分、分級(jí)機(jī)械

破碎機(jī)械常用的有顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)等。粉磨機(jī)械中使用最廣的是筒式磨機(jī)，包括棒磨機(jī)、球磨機(jī)、礫磨機(jī)和自磨機(jī)等。篩分機(jī)械中常用的有慣性振動(dòng)篩和共振篩。水力分級(jí)機(jī)和機(jī)械分級(jí)機(jī)是濕式分級(jí)作業(yè)中廣泛使用的分級(jí)機(jī)械。

分選（選別）機(jī)械

按作用原理分為重力選礦機(jī)械、磁選機(jī)、浮選機(jī)和特殊選礦機(jī)械。分選機(jī)械中出現(xiàn)最早的是重力選礦機(jī)械，最初的活塞式跳汰機(jī)于1830～1840年在德國(guó)出現(xiàn)，用于金屬礦分選。第一臺(tái)磁選機(jī)（帶式弱磁選機(jī)）于1888年問(wèn)世。浮選機(jī)出現(xiàn)較晚，第一臺(tái)浮選機(jī)（機(jī)械攪拌式的）出現(xiàn)于1910年。

重力選礦機(jī)械

利用礦粒與矸石的密度和粒度的差異，在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)(空氣、水、懸浮液或重液)中進(jìn)行分選的設(shè)備，包括跳汰機(jī)、重介質(zhì)選礦機(jī)和離心選礦機(jī)。

（1）跳汰機(jī)：借助隔膜、活塞或壓縮空氣使水箱中的水形成水流，使置于篩網(wǎng)上的礦粒在脈動(dòng)水流作用下按密度、粒度分層。密度大的礦粒穿過(guò)篩網(wǎng)上的床石層聚集在水箱底部成為精礦，由排礦口排出。篩網(wǎng)上的中尾礦由篩上排礦裝置排出。用于分選金屬礦的主要有梯形跳汰機(jī)、雙室可動(dòng)錐底跳汰機(jī)和復(fù)振式跳汰機(jī)；用于選煤的有側(cè)鼓式跳汰機(jī)和篩下空氣室跳汰機(jī)。

（2）重介質(zhì)選礦機(jī)：用懸浮液或重液作為重介質(zhì)，使礦粒與矸石分離。主要有重介質(zhì)振動(dòng)溜槽、重介質(zhì)旋液器、斜輪重介質(zhì)選煤機(jī)和立輪重介質(zhì)選煤機(jī)。斜輪重介質(zhì)選煤機(jī)(圖5)是主要選煤設(shè)備之一，由分選槽、排放重產(chǎn)物的提升輪、排煤輪、傳動(dòng)裝置等部件組成。在上升和水平二股懸浮液流作用下，煤與矸石在分選槽內(nèi)分離，煤由排煤輪排出，密度較懸浮液大的矸石由提升輪提升并排出。

（3）離心選礦機(jī)：用于回收微細(xì)礦泥中的金屬礦粒，主要由主機(jī)與控制機(jī)構(gòu)兩部分組成。在主機(jī)錐形轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力場(chǎng)中，重礦粒沉積到轉(zhuǎn)鼓壁上成為精礦，輕礦粒附在精礦表面，受到流膜(礦漿流)作用，排出轉(zhuǎn)鼓，成為尾礦。它適用于從微細(xì)礦泥(74～10微米)中分選出有用礦物，在鎢、錫等選礦廠得到廣泛使用。

磁選機(jī)

利用各種礦物的磁性差異，借助磁力和機(jī)械力對(duì)礦物的作用進(jìn)行分選。磁選機(jī)由磁力系統(tǒng)、分選裝置、給礦和排礦裝置組成。磁選機(jī)種類很多，有永磁筒式磁選機(jī)、電磁平環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)和高梯度強(qiáng)磁選機(jī)等。

浮選機(jī)

利用礦粒表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異對(duì)細(xì)粒礦物進(jìn)行分選。礦粒浮選機(jī)附有浮選藥劑，靠壓縮空氣或機(jī)械攪拌使不易被水潤(rùn)濕的礦粒附著在氣泡上（正浮選法），升至液面，通過(guò)排礦裝置作為精礦排出，易被水潤(rùn)濕的礦粒留在槽體中作為中尾礦排出。圖6為機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，其類型有平葉輪式和棒葉輪式兩種。礦用浮選柱和煤用噴射旋流式浮選機(jī)則屬于無(wú)攪拌式浮選機(jī)。

特殊選礦機(jī)械

特殊選礦機(jī)械的類型很多，有利用礦粒通過(guò)電場(chǎng)時(shí)作用在其上的電性(導(dǎo)電性、介電常數(shù))差異進(jìn)行分選的電選機(jī)；利用礦粒光學(xué)特性（顏色、反射率、透射率）和放射性差異對(duì)礦粒進(jìn)行分選的光電揀選機(jī)、Ｘ光揀選機(jī)和放射性揀選機(jī)等。這些機(jī)械廣泛應(yīng)用于石棉、金剛石和鈾等礦物的分選。

脫水機(jī)械

濕式選礦所得的精礦需要經(jīng)過(guò)脫水機(jī)械處理，以使固、液體分離。脫水機(jī)械可分為濃縮機(jī)、過(guò)濾機(jī)、離心脫水機(jī)和干燥機(jī)。

（1）濃縮機(jī)：主要由濃縮池和機(jī)械刮泥板組成(圖7)。礦漿在濃縮池中沉淀，經(jīng)刮泥板刮集到池中心的排礦口排出。

（2）過(guò)濾機(jī)：主要有真空過(guò)濾機(jī)和壓濾機(jī)兩種，其中筒式和盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)是選礦廠使用的主要過(guò)濾設(shè)備。壓濾機(jī)具有過(guò)濾強(qiáng)度高和固、液體分離率高等優(yōu)點(diǎn)。

（3）離心脫水機(jī)：分為過(guò)濾離心機(jī)和沉降離心機(jī)，用于選煤脫水。

（4）干燥機(jī)：靠蒸發(fā)脫水(見(jiàn)干燥器)，其結(jié)構(gòu)有筒式和管式兩類。設(shè)備簡(jiǎn)單，但運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，使用場(chǎng)合不多。

參考書(shū)目

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5. 袁楚雄等編：《特殊選礦》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，北京，1982。

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標(biāo)簽：礦山機(jī)械

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文章名稱：《礦山機(jī)械》

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