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礦山機械及其工作環(huán)境的特點
2020-04-10
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返回列表礦山通常分井下開采和露天開采兩大類型。主要與礦藏的地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，地表的覆蓋層厚度大的，以井下開采為主。反之，則以露天開采為首選。煤礦大多為井下開采，而鐵礦和有色礦多數(shù)采用露天開采。
01
露天開采的礦山機械必須要能經(jīng)受風(fēng)吹、日曬、雨淋、高溫和寒冷季的氣候變化。露天開采的礦山機械絕大多數(shù)屬于移動式，油箱容量相對較小，工作條件變化大，負荷變化大。 露天礦一般占地很大，機械的作業(yè)量自然也很大。
礦山機械多屬重負荷、中低速傳動，大多啟動頻繁，并經(jīng)常承受沖擊負荷。由于礦井空間有限，要求礦山機械的機構(gòu)緊湊，體積小，因而軸承和齒輪承受的壓力和負荷較大。
因上述情況，礦山機械往往是低速傳動的大、重型設(shè)備。比如大型電鏟，吊斗鏟,一鏟就是六、七十噸甚至百多噸。大型礦用電動輪裝載車，其單車翻斗容量也在百噸左右。同時由于系露天作業(yè)，因此機械設(shè)備必須有很好的耐候性，防銹防腐蝕性，還要有較好的機動性。另外，大型機械維護保養(yǎng)比較困難，勞動強度大，所以這些機械必須堅固耐用。
以下就以露天鐵礦的開采為例，介紹鐵礦開采和加工及各環(huán)節(jié)所需的機械設(shè)備與設(shè)備選用的潤滑油。
開采流程中重要的機施設(shè)備有；鑿巖機俗稱“鳳鎬”及鉆機、電鏟和吊斗鏟、裝載車輛。 鑿巖機可分為電動和氣動兩種，電機軸承大多采用2#鋰基脂，氣動鑿巖機由空壓機提供動力，空壓機由空氣壓縮機油潤滑。通常采用DAB級壓縮機油。自行式鉆機其發(fā)動機用CH-4柴油機油、液壓系統(tǒng)用HM抗磨液壓油、冷卻系統(tǒng)用防凍液、軸承用極壓鋰基脂、空壓機用DAB壓縮機油、鉆桿用氣動鑿巖機油。
大型電鏟 由柴油發(fā)電機提供電力帶動電機驅(qū)動整機運作。其涉及的潤滑部件較多，用的潤滑油脂也各不相同。發(fā)動機使用CH-4級以上級別的柴油機油，電機以極壓鋰基脂潤滑，履帶驅(qū)動輪的齒輪箱和電機減速箱用GL-5車輛齒輪油，鏟斗卷揚機軸承使用潤滑脂，大齒輪采用開式齒輪油，冷卻系統(tǒng)用防凍液、軸承用極壓鋰基脂、鋼絲繩涂敷鋼絲繩保護脂，行走傳動部分用ATFⅢH自動傳動液。吊斗鏟的齒輪系采用重負荷工齒油，冷卻系統(tǒng)用防凍液，開式齒輪用開式齒輪油或二硫化鉬鋰基脂。
電動輪裝載車，其柴油發(fā)電機用CF-4柴油機油潤滑，驅(qū)動輪電機軸承用極壓鋰基脂，翻斗液壓系統(tǒng)采用HM抗磨液壓油或HV低溫液壓油，其余車輛用油與CH-4相匹配。
礦石加工流程中主要機械設(shè)備有：振動給料機、礦石破碎機、震動篩、礦石磨細機、選煤機等。
振動給料機的作用是通過料架的振動將由皮帶機送到料框上的礦物完全輸入到破碎機或磨粉機中。電動機帶動凸輪軸提供料架有規(guī)律的振動，因此凸輪軸的摩擦磨損比較嚴重，通常采用抗磨液壓油或極壓鋰基脂潤滑軸承、電機軸承則用2#鋰基脂、減速箱使用CKD工業(yè)齒輪油。
礦石破碎機的作用是將大塊的礦石破碎成10-30mm的石子。常用的有；液壓圓錐式或顎式破碎機。以顎式破碎機為例：其主軸瓦用100#機械油或100HL液壓油潤滑，動顎軸承、連桿和電機軸承用鋰基脂，推力板使用極壓鋰基脂。
礦石磨粉機（球磨機）是將已破碎的礦石子進一步磨成0.15-0.01mm的礦石粉料，備浮選燒結(jié)用。球磨機的主要潤滑裝置是傳動用的開式齒輪，最好采用具有優(yōu)良抗磨性能（PD值大于800Kg ,FZG齒輪試驗大于11級）的專用潤滑脂。
浮選即泡沫浮選:利用各種礦物表面性質(zhì)的差異,從礦漿中借助于泡沫的浮力選分礦物的過程。鐵礦浮選大多采用濕式磁選機；它是利用磁性將粉體中的鐵粉選出的設(shè)備，在煤礦和有色礦中則被用于除鐵作業(yè)。浮選機使用的潤滑油品種較少，也較普通。
02
井下開采的機械設(shè)備由于礦井和巷道的空間有限,井下機械結(jié)構(gòu)緊湊,體積相對較小,因此軸承和齒輪承受的壓力和負荷較大。
井下機械多為移動式，自行移動要求高。井下煤礦煤塵及瓦斯氣很難避免。井下施工空間有限，機械維護較地面困難。以下以煤礦的開采和加工為例，介紹煤礦開采和加工的各環(huán)節(jié)所需機械設(shè)備和設(shè)備潤滑要求：
地下采煤設(shè)有采煤系統(tǒng)、掘進系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)和安全系統(tǒng)。采煤系統(tǒng)主要設(shè)備為采煤機、運送機械（軌道礦車）、支護設(shè)備（坑木、液壓支架）和提升機。
掘進系統(tǒng)包括；主要設(shè)備有掘進機、支護設(shè)備和矸石運輸車。通風(fēng)系統(tǒng)；主要設(shè)備為大型鼓風(fēng)機。排水系統(tǒng)；主要設(shè)備為各類抽水泵、潛水泵、排水管道。供電系統(tǒng); 保證各類用電設(shè)備用電。大型煤礦有自備的變電站。輔助運輸設(shè)備；提供人員和設(shè)備的輸送。安全系統(tǒng)；消防及通排風(fēng)設(shè)施。洗煤作業(yè)：在地面進行。
采煤工作面是地下采煤的工作場所，隨著采石的進行，工作面不斷向前推進。機械化采煤的工序：破煤、裝煤、運煤、支護和控頂，能全部完成這五項工作的采煤機械稱為綜采機。其主要機械設(shè)備：采煤機、刮板輸送機和自移式液壓支架
NO.1
采煤系統(tǒng)
1）采煤機
分為鋸削式、刨削式、鉆削式、沖擊式和銑削式等形式，是一個集機械、電氣和液壓為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)。采煤機用的潤滑油主要有100-150#抗磨液壓油（牽引液壓系統(tǒng)），軸承大多采用鋰基脂、鈣鈉基脂和鈣基脂潤滑。傳動齒輪箱使用220-320#極壓工業(yè)齒輪油。
2）刮板輸送機
是一種有撓性牽引機構(gòu)的連續(xù)機械。用于采煤工作面，將采煤機采下的原煤連續(xù)不斷地運往裝載機。要承受拉壓、彎曲、沖擊、摩擦和腐蝕等多種損壞。其中；刮板輸送機驅(qū)動裝置使用通用鋰基脂或極壓鋰基脂，減速箱用重負荷工業(yè)齒輪油，液力耦合器用水乙二醇難燃液壓油，電機軸承、鏈條和刮板用極壓鋰基脂或二硫化鉬鋰基脂。
3）液壓支架（見圖）
新型地下煤礦早已摒棄原木支撐護壁護頂?shù)睦瞎に?，采用更為安全，先進并能自行移動的金屬液壓支架大大提高了生產(chǎn)效率和人員的安全保障。液壓支架的液壓系統(tǒng)采用高水基型難燃液壓液（水包油O/W型）。其特點是：
（1）井下有瓦斯（主要成分為甲烷）、煤塵存在。遇明火有爆炸危險。乳化液基本不燃，安全性好。
（2）液壓支架管線長，接口難免泄漏，水包油型乳化液95%以上是水，經(jīng)濟性好。
（3）乳化液的黏度與水接近，井下溫度大多恒定在20℃左右，此時乳化油液黏溫性基礎(chǔ)好。
（4）水包油型乳化液對鋼、鐵、銅有良好防腐性。
（5）水包油型乳化液有相對穩(wěn)定性，對環(huán)境影響小。
（6）有良好的密封材料適應(yīng)性。
NO.2
掘進系統(tǒng)
1）掘進機 煤礦掘進和隧道挖掘都屬于坑道作業(yè)。其施工機械有盾構(gòu)、懸臂式掘進機等。我國大多采用懸臂式掘進機。它的潤滑部位及使用的潤滑油脂如下：截割減速器、行走減速器和油泵齒輪箱用重負荷工業(yè)齒輪油或全合成工業(yè)齒輪油。裝載驅(qū)動裝置、導(dǎo)向張緊裝置用抗磨液壓油（HM或HS)。油缸銷軸、截割升降銷軸、懸臂段、鏟板升降銷軸、行走減速鏈、論滑動軸承、回轉(zhuǎn)臺以及后支撐推銷軸采用通用鋰基脂或極壓鋰基脂。
2）液壓支架支護其潤滑同上。
3）矸石運輸與煤材運輸相同,以電力機車牽引為例:減速箱用中負荷齒輪油、氣泵用100DAB壓縮機油、車輪軸承用機車輪對脂。
NO.3
通風(fēng)系統(tǒng)
大型風(fēng)機的電機軸承和風(fēng)機軸承通常使用2#鋰基脂。
NO.4
輔助運輸系統(tǒng)
礦井提升機其主電機軸承用極壓鋰基脂、液壓系統(tǒng)用難燃液壓油、主減速箱用CKD工業(yè)齒輪油、齒輪聯(lián)軸器用通用鋰基脂、其他滾動軸承用通用鋰基脂。
NO.5
供電系統(tǒng)
大型煤礦有自備發(fā)電站輸變電裝置使用25#活45#變壓器油。
NO.6
安全系統(tǒng)
安全系統(tǒng)備有消防、通風(fēng)和排水設(shè)施。
NO.7
洗煤作業(yè)
煤炭加工、矸石處理、材料和設(shè)備運輸?shù)葮?gòu)成了礦井地面系統(tǒng)。其中篩分、破碎、選煤歸結(jié)為選煤工藝。
篩分： 用帶孔的篩子把顆粒大小不同的混合料分成各種粒級的作業(yè)。有干法和濕法兩種，篩分機是主要設(shè)備。
破碎： 把大塊物料粉碎成小顆粒的過程。目的是，適應(yīng)下一工序精選的需要、去除煤中矸石、滿足用戶需要。
選煤： 利用煤礦石與其它物質(zhì)不同的物化性質(zhì)在選煤廠用機械方法去處混在原煤中的雜質(zhì)并分成不同質(zhì)量規(guī)格的產(chǎn)品。
洗煤（選煤）主要設(shè)備是跳汰機。
重要的潤滑部位有;閘門、減速器、軸瓦和鏈輪。分別使用抗水性好的潤滑脂、極壓工業(yè)齒輪油或二硫化鉬鋰基脂。
01
露天開采的礦山機械必須要能經(jīng)受風(fēng)吹、日曬、雨淋、高溫和寒冷季的氣候變化。露天開采的礦山機械絕大多數(shù)屬于移動式，油箱容量相對較小，工作條件變化大，負荷變化大。 露天礦一般占地很大，機械的作業(yè)量自然也很大。
礦山機械多屬重負荷、中低速傳動，大多啟動頻繁，并經(jīng)常承受沖擊負荷。由于礦井空間有限，要求礦山機械的機構(gòu)緊湊，體積小，因而軸承和齒輪承受的壓力和負荷較大。
因上述情況，礦山機械往往是低速傳動的大、重型設(shè)備。比如大型電鏟，吊斗鏟,一鏟就是六、七十噸甚至百多噸。大型礦用電動輪裝載車，其單車翻斗容量也在百噸左右。同時由于系露天作業(yè)，因此機械設(shè)備必須有很好的耐候性，防銹防腐蝕性，還要有較好的機動性。另外，大型機械維護保養(yǎng)比較困難，勞動強度大，所以這些機械必須堅固耐用。
以下就以露天鐵礦的開采為例，介紹鐵礦開采和加工及各環(huán)節(jié)所需的機械設(shè)備與設(shè)備選用的潤滑油。
開采流程中重要的機施設(shè)備有；鑿巖機俗稱“鳳鎬”及鉆機、電鏟和吊斗鏟、裝載車輛。 鑿巖機可分為電動和氣動兩種，電機軸承大多采用2#鋰基脂，氣動鑿巖機由空壓機提供動力，空壓機由空氣壓縮機油潤滑。通常采用DAB級壓縮機油。自行式鉆機其發(fā)動機用CH-4柴油機油、液壓系統(tǒng)用HM抗磨液壓油、冷卻系統(tǒng)用防凍液、軸承用極壓鋰基脂、空壓機用DAB壓縮機油、鉆桿用氣動鑿巖機油。
大型電鏟 由柴油發(fā)電機提供電力帶動電機驅(qū)動整機運作。其涉及的潤滑部件較多，用的潤滑油脂也各不相同。發(fā)動機使用CH-4級以上級別的柴油機油，電機以極壓鋰基脂潤滑，履帶驅(qū)動輪的齒輪箱和電機減速箱用GL-5車輛齒輪油，鏟斗卷揚機軸承使用潤滑脂，大齒輪采用開式齒輪油，冷卻系統(tǒng)用防凍液、軸承用極壓鋰基脂、鋼絲繩涂敷鋼絲繩保護脂，行走傳動部分用ATFⅢH自動傳動液。吊斗鏟的齒輪系采用重負荷工齒油，冷卻系統(tǒng)用防凍液，開式齒輪用開式齒輪油或二硫化鉬鋰基脂。
電動輪裝載車，其柴油發(fā)電機用CF-4柴油機油潤滑，驅(qū)動輪電機軸承用極壓鋰基脂，翻斗液壓系統(tǒng)采用HM抗磨液壓油或HV低溫液壓油，其余車輛用油與CH-4相匹配。
礦石加工流程中主要機械設(shè)備有：振動給料機、礦石破碎機、震動篩、礦石磨細機、選煤機等。
振動給料機的作用是通過料架的振動將由皮帶機送到料框上的礦物完全輸入到破碎機或磨粉機中。電動機帶動凸輪軸提供料架有規(guī)律的振動，因此凸輪軸的摩擦磨損比較嚴重，通常采用抗磨液壓油或極壓鋰基脂潤滑軸承、電機軸承則用2#鋰基脂、減速箱使用CKD工業(yè)齒輪油。
礦石破碎機的作用是將大塊的礦石破碎成10-30mm的石子。常用的有；液壓圓錐式或顎式破碎機。以顎式破碎機為例：其主軸瓦用100#機械油或100HL液壓油潤滑，動顎軸承、連桿和電機軸承用鋰基脂，推力板使用極壓鋰基脂。
礦石磨粉機（球磨機）是將已破碎的礦石子進一步磨成0.15-0.01mm的礦石粉料，備浮選燒結(jié)用。球磨機的主要潤滑裝置是傳動用的開式齒輪，最好采用具有優(yōu)良抗磨性能（PD值大于800Kg ,FZG齒輪試驗大于11級）的專用潤滑脂。
浮選即泡沫浮選:利用各種礦物表面性質(zhì)的差異,從礦漿中借助于泡沫的浮力選分礦物的過程。鐵礦浮選大多采用濕式磁選機；它是利用磁性將粉體中的鐵粉選出的設(shè)備，在煤礦和有色礦中則被用于除鐵作業(yè)。浮選機使用的潤滑油品種較少，也較普通。
02
井下開采的機械設(shè)備由于礦井和巷道的空間有限,井下機械結(jié)構(gòu)緊湊,體積相對較小,因此軸承和齒輪承受的壓力和負荷較大。
井下機械多為移動式，自行移動要求高。井下煤礦煤塵及瓦斯氣很難避免。井下施工空間有限，機械維護較地面困難。以下以煤礦的開采和加工為例，介紹煤礦開采和加工的各環(huán)節(jié)所需機械設(shè)備和設(shè)備潤滑要求：
地下采煤設(shè)有采煤系統(tǒng)、掘進系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)和安全系統(tǒng)。采煤系統(tǒng)主要設(shè)備為采煤機、運送機械（軌道礦車）、支護設(shè)備（坑木、液壓支架）和提升機。
掘進系統(tǒng)包括；主要設(shè)備有掘進機、支護設(shè)備和矸石運輸車。通風(fēng)系統(tǒng)；主要設(shè)備為大型鼓風(fēng)機。排水系統(tǒng)；主要設(shè)備為各類抽水泵、潛水泵、排水管道。供電系統(tǒng); 保證各類用電設(shè)備用電。大型煤礦有自備的變電站。輔助運輸設(shè)備；提供人員和設(shè)備的輸送。安全系統(tǒng)；消防及通排風(fēng)設(shè)施。洗煤作業(yè)：在地面進行。
采煤工作面是地下采煤的工作場所，隨著采石的進行，工作面不斷向前推進。機械化采煤的工序：破煤、裝煤、運煤、支護和控頂，能全部完成這五項工作的采煤機械稱為綜采機。其主要機械設(shè)備：采煤機、刮板輸送機和自移式液壓支架
NO.1
采煤系統(tǒng)
1）采煤機
分為鋸削式、刨削式、鉆削式、沖擊式和銑削式等形式，是一個集機械、電氣和液壓為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)。采煤機用的潤滑油主要有100-150#抗磨液壓油（牽引液壓系統(tǒng)），軸承大多采用鋰基脂、鈣鈉基脂和鈣基脂潤滑。傳動齒輪箱使用220-320#極壓工業(yè)齒輪油。
2）刮板輸送機
是一種有撓性牽引機構(gòu)的連續(xù)機械。用于采煤工作面，將采煤機采下的原煤連續(xù)不斷地運往裝載機。要承受拉壓、彎曲、沖擊、摩擦和腐蝕等多種損壞。其中；刮板輸送機驅(qū)動裝置使用通用鋰基脂或極壓鋰基脂，減速箱用重負荷工業(yè)齒輪油，液力耦合器用水乙二醇難燃液壓油，電機軸承、鏈條和刮板用極壓鋰基脂或二硫化鉬鋰基脂。
3）液壓支架（見圖）
新型地下煤礦早已摒棄原木支撐護壁護頂?shù)睦瞎に?，采用更為安全，先進并能自行移動的金屬液壓支架大大提高了生產(chǎn)效率和人員的安全保障。液壓支架的液壓系統(tǒng)采用高水基型難燃液壓液（水包油O/W型）。其特點是：
（1）井下有瓦斯（主要成分為甲烷）、煤塵存在。遇明火有爆炸危險。乳化液基本不燃，安全性好。
（2）液壓支架管線長，接口難免泄漏，水包油型乳化液95%以上是水，經(jīng)濟性好。
（3）乳化液的黏度與水接近，井下溫度大多恒定在20℃左右，此時乳化油液黏溫性基礎(chǔ)好。
（4）水包油型乳化液對鋼、鐵、銅有良好防腐性。
（5）水包油型乳化液有相對穩(wěn)定性，對環(huán)境影響小。
（6）有良好的密封材料適應(yīng)性。
NO.2
掘進系統(tǒng)
1）掘進機 煤礦掘進和隧道挖掘都屬于坑道作業(yè)。其施工機械有盾構(gòu)、懸臂式掘進機等。我國大多采用懸臂式掘進機。它的潤滑部位及使用的潤滑油脂如下：截割減速器、行走減速器和油泵齒輪箱用重負荷工業(yè)齒輪油或全合成工業(yè)齒輪油。裝載驅(qū)動裝置、導(dǎo)向張緊裝置用抗磨液壓油（HM或HS)。油缸銷軸、截割升降銷軸、懸臂段、鏟板升降銷軸、行走減速鏈、論滑動軸承、回轉(zhuǎn)臺以及后支撐推銷軸采用通用鋰基脂或極壓鋰基脂。
2）液壓支架支護其潤滑同上。
3）矸石運輸與煤材運輸相同,以電力機車牽引為例:減速箱用中負荷齒輪油、氣泵用100DAB壓縮機油、車輪軸承用機車輪對脂。
NO.3
通風(fēng)系統(tǒng)
大型風(fēng)機的電機軸承和風(fēng)機軸承通常使用2#鋰基脂。
NO.4
輔助運輸系統(tǒng)
礦井提升機其主電機軸承用極壓鋰基脂、液壓系統(tǒng)用難燃液壓油、主減速箱用CKD工業(yè)齒輪油、齒輪聯(lián)軸器用通用鋰基脂、其他滾動軸承用通用鋰基脂。
NO.5
供電系統(tǒng)
大型煤礦有自備發(fā)電站輸變電裝置使用25#活45#變壓器油。
NO.6
安全系統(tǒng)
安全系統(tǒng)備有消防、通風(fēng)和排水設(shè)施。
NO.7
洗煤作業(yè)
煤炭加工、矸石處理、材料和設(shè)備運輸?shù)葮?gòu)成了礦井地面系統(tǒng)。其中篩分、破碎、選煤歸結(jié)為選煤工藝。
篩分： 用帶孔的篩子把顆粒大小不同的混合料分成各種粒級的作業(yè)。有干法和濕法兩種，篩分機是主要設(shè)備。
破碎： 把大塊物料粉碎成小顆粒的過程。目的是，適應(yīng)下一工序精選的需要、去除煤中矸石、滿足用戶需要。
選煤： 利用煤礦石與其它物質(zhì)不同的物化性質(zhì)在選煤廠用機械方法去處混在原煤中的雜質(zhì)并分成不同質(zhì)量規(guī)格的產(chǎn)品。
洗煤（選煤）主要設(shè)備是跳汰機。
重要的潤滑部位有;閘門、減速器、軸瓦和鏈輪。分別使用抗水性好的潤滑脂、極壓工業(yè)齒輪油或二硫化鉬鋰基脂。
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