液壓伺服閥

[拼音]：kuangshan jixie

[英文]：mining machinery

直接用於礦物開採和富選等作業的機械，包括採礦機械和選礦機械。探礦機械的工作原理和結構與開採同類礦物所用的採礦機械大多相同或相似，廣義說也是一種礦山機械。礦山作業中還應用大量的起重機、輸送機、通風機和排水機械。

採礦機械

採礦機械是直接開採有用礦物和採準工作所用的機械裝置，包括：開採金屬礦石和非金屬礦石的採掘機械；開採煤炭用的採煤機械；開採石油用的石油鑽採機械。第一臺風動圓片採煤機是由英國工程師沃克設計的，約於1868年製造成功。19世紀80年代，美國有數百口油井用蒸汽為動力的衝擊鑽鑽鑿成功，1907年，又用牙輪鑽機鑽鑿油井和天然氣井，並從1937年起，將它用於露天礦鑽進。

採掘機械

用於井下和露天礦山開採的採掘機械有：鑽炮孔用的鑽孔機械；挖裝礦巖用的挖掘機械和裝卸機械；鑽鑿天井、豎井和平巷用的掘進機械。

鑽孔機械

分為鑿岩機和鑽機兩類，鑽機又有露天鑽機和井下鑽機之分。

（1）鑿岩機：用於在中硬以上的岩石中鑽鑿直徑為20～100毫米、深度在20米以內的炮孔。按其動力不同可分為風動、內燃、液壓和電力鑿岩機，其中風動鑿岩機應用最廣。

（2）露天鑽機:按破碎礦巖的工作機構不同，分為鋼繩衝擊鑽機、潛孔鑽機、牙輪鑽機和旋轉鑽機。鋼繩衝擊鑽機因效率低，已逐漸被其他鑽機代替。潛孔鑽機用鑽桿帶動風動衝擊器和鑽頭一起旋轉，利用風動衝擊器的活塞衝擊鑽頭破碎礦巖，通常用在中小型礦山中鑽直徑80～250毫米的炮孔。牙輪鑽機用牙輪鑽頭的輾壓作用來破碎礦巖，適於在硬礦巖上鑽直徑150～440毫米的孔，它具有效率高、勞動強度小的優點，在大中型露天金屬礦中得到廣泛應用。潛孔（或牙輪）鑽機由衝擊器（或鑽頭）、迴轉機構、提升機構、加壓裝置、行走機構、排渣系統、鑽架和鑽桿組成。旋轉鑽機只適於鑽較軟的礦巖和煤。

（3）井下鑽機：鑽鑿孔徑小於 150毫米的井下炮孔時，除應用鑿岩機外還可應用 80～150毫米的小直徑潛孔鑽。在煤或較軟礦巖中鑽直徑70毫米以下的炮孔時，一般用電力鑽或風鑽，由電動機（或氣動馬達）帶動鑽桿鑽孔，鑽出的巖（煤）屑經鑽桿上的螺旋槽排出。

掘進機械

利用刀具的軸向壓力和迴轉力對巖面的輾壓作用，直接破碎礦巖的成巷或成井機械裝置。所用刀具有盤形滾刀、楔齒滾刀、球齒滾刀和銑削刀具。按掘進巷道的不同，分為天井鑽機、豎井鑽機和平巷掘進機。

（1）天井鑽機:專門用於鑽鑿天井和溜井，一般不需進入天井操作，用牙輪鑽頭先鑽導向孔，用盤形滾刀組成的擴孔器向上擴孔。天井孔徑一般為500～2500毫米。

（2）豎井鑽機:專門用於一次鑽鑿成井，由鑽具系統、迴轉裝置、井架、鑽具提升系統和泥漿迴圈系統組成。圖1為直徑9米的豎井鑽機，成井直徑為7.5米。

（3）平巷掘進機：它是將機械破巖與排渣等工序結合起來並連續進掘的綜合機械化裝置，主要用於煤巷、軟礦中的工程隧道和中等硬度以上礦巖的中平巷掘進。

採煤機械

採煤作業已由50年代的半機械化發展到80年代的綜合機械化。綜合機械化採煤廣泛應用淺截深式雙(單)滾筒聯合採煤機（或刨煤機）、可彎曲刮板輸送機和液壓自移支架等裝置，使回採工作面的破碎落煤、裝煤、運輸、支護等環節實現全面的綜合機械化。

雙滾筒採煤機是落煤機械。電動機經截割部分減速機把動力傳遞給螺旋滾筒落煤，機器的移動靠電動機經牽引部分傳動裝置來實現。牽引方式基本上有兩種，即錨鏈牽引和無錨鏈牽引。錨鏈牽引藉助牽引部分的鏈輪與固定在運輸機上的錨鏈齧合而實現。無錨鏈牽引則藉助齒輪與固定在運輸機上的齒條齧合實現，具有較好的防滑效能。由於採煤機具有兩個可調高滾筒，可以適應頂底板煤層變化，一次可採全高。可彎曲刮板輸送機不僅是回採工作面的運煤裝置，也是採煤機的軌道，供採煤機在其上牽引執行，同時它還是液壓支架自移時的支點。

液壓自移支架（圖2）在採煤時用支柱撐起頂樑，使支架架體撐緊頂板。在推移輸送機時，則以支架架體為支點，推出推移千斤頂使輸送機移動一定的距離，然後再將支柱收起縮回頂樑，使架體與頂板脫離。這時以輸送機為支點縮回推移千斤頂，則架體被拉向輸送機旁。然後再升起支柱，撐起頂樑支撐頂板，至此完成一個推移過程。

石油鑽採機械

又稱石油礦場機械，分為陸地石油鑽採機械和海洋石油鑽採機械。

陸地石油鑽採機械

按開採工序分為鑽井機械、採油機械、修井機械和維持油井高產的壓裂、酸化機械。

（1）鑽井機械：為開發石油或天然氣而鑽探或打生產井的全套機械裝置。圖3為石油鑽井機，包括井架、絞車、動力機、泥漿迴圈系統、滑車裝置系統、轉盤、井口裝置和電氣控制系統。井架用於裝置天車、遊動滑車和大鉤等，吊升其他重物上下鑽臺，懸掛井內鑽具進行鑽進。絞車安裝在井架的鑽臺上，將動力機的動力傳遞到井口的轉盤上，以帶動鑽具旋轉鑽進。它利用絞車捲筒上纏繞的鋼繩帶動遊動滑車系統進行卷揚，起下鑽桿、套管和吊升其他重物到鑽臺上。動力機是鑽井機械的動力源，可由柴油機、電動機和柴油機發電機組驅動。在超深井鑽井時，已採用燃氣輪發電機驅動和交流可控矽整流系統。泥漿迴圈系統包括泥漿泵、泥漿池、泥漿槽和管路迴圈系統等，用於清除孔底巖渣和冷卻鑽具。滑車裝置系統由滑輪組、鋼繩、大鉤等組成，以起下鑽具和進行卷揚工作。井口裝置由套管頭、油管頭、防噴器和採油樹組成。防噴器在鑽井時用以控制井下高壓油、氣、水層，防止發生井噴或其他事故。採油樹裝設在井口的油管頭上，由法蘭盤、三通、四通接頭、閘門及壓力錶等組成，作用是控制地下油、氣藏，以便在合理條件下進行開採。

（2）採油機械:油井開採後地下油源逐漸消耗，油井不能繼續維持自噴，需要用採油機械將油從地下抽出。採油機械有兩種型式：有杆抽油裝置由地面驅動裝置（各種抽油機）、井底工作機(抽油泵)和能量傳遞裝置（抽油杆）等組成；無杆抽油裝置有水電活塞機、電力離心沉沒泵和振動泵幾種。

（3）修井機械：用於井下裝置和井身的修理。包括修井機和洗井機。

（4）壓裂、酸化機械：用於使油、氣井增產。壓裂是在油層滲透率低或天然滲透率較差時將高壓液體壓入地層內，造成人工裂縫或擴充套件地層的原始裂縫，並用支撐劑（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域，從而提高油氣井產量。壓裂機械包括壓裂車、混砂廠、罐車和井口裝置等。酸化是向井內注入酸液，利用酸對地層的浸蝕作用，提高油層滲透率而增加油氣產量。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。

海洋石油鑽採機械

與陸地石油鑽採機械相似，分為鑽井裝置和採油系統。

（1）海洋鑽井裝置:一般是在海洋鑽井平臺（圖4）上安裝鑽機和採油裝置，並附有生活設施。平臺有固定式和移動式兩類。固定式平臺只適於淺海鑽井，有普通鋼質導管架式、重力型、深水全鋼結構式和腿柱張緊式4種。移動式平臺也有4種形式：沉澱式、自升式、豐潛式平臺和鑽井船。沉澱式平臺的總高度（不包括井架）大於工作地區水深，其上為甲板，下為浮箱，中連管柱。鑽井時向浮箱中注水，使沉墊下沉到海底;鑽畢將浮箱中的水排出，使沉墊升起。吃水較淺的平臺可以拖航，一般用在水深20～30米的海區。自升式平臺周邊有3個以上的樁腳，樁腳的高度大於工作區的水深，可升降和支於海底。鑽井時將平臺頂起高出海面；鑽畢先將平臺降到水面，收起樁腳便可拖航。半潛式平臺的結構與沉澱式平臺相似，高度（不包括井架）為40～50米。它在10～30米的淺水區可支於海底工作;在30～200米的深海區可在半潛狀態下工作，用錨系定位。鑽井船形如普通船舶，一般用於水深200米以內的海區，浮在水面上工作，用錨系等方法定位。有的鑽井船採用動力定位的先進技術，即不用錨系，而用一套聲納、電子和機械裝置，自動測量和調節船位。

海洋鑽井裝置與陸地鑽井裝置的區別是：前者由於鑽深井和超深井，為便於向海底下沉特殊井口裝置，多采用大直徑轉盤和可移動轉盤；同時為適應波浪引起的船體（平臺）升降運動，減少對鑽桿柱的彎曲，採用具有萬向鉸接補心的轉盤。

（2）海洋採油系統：分為純平臺採油、溼式海底採油、乾式海底採油和平臺與海底混合採油 4種系統。使用純平臺採油系統時，在平臺上鑽出生產井後將鑽機拆除，將採油裝置安裝在平臺上。使用溼式海底採油系統時，將海底採油裝置安裝於一定水深的海底，並且直接與海水接觸採油。使用乾式海底採油系統時，也將採油裝置安裝在海底，但採油裝置用外罩與海水隔開，處於罩中的採油裝置密閉，保持在一個大氣壓中，與陸上的裝置一樣維護，但成本較高。使用混合採油系統時，將平臺上的採油裝置安裝在平臺甲板以下一定距離的海水中（或海底），而在平臺上設定常規的採油樹。

選礦機械

選礦是在所採集的礦物原料中，根據各種礦物物理性質、物理化學性質和化學性質的差異選出有用礦物的過程。實施這種過程的稱為選礦機械。選礦機械按選礦流程分為破碎、粉磨、篩分、分選（選別）和脫水機械。

破碎、粉磨、篩分、分級機械

破碎機械常用的有顎式破碎機、旋迴破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機和反擊式破碎機等。粉磨機械中使用最廣的是筒式磨機，包括棒磨機、球磨機、礫磨機和自磨機等。篩分機械中常用的有慣性振動篩和共振篩。水力分級機和機械分級機是溼式分級作業中廣泛使用的分級機械。

分選（選別）機械

按作用原理分為重力選礦機械、磁選機、浮選機和特殊選礦機械。分選機械中出現最早的是重力選礦機械，最初的活塞式跳汰機於1830～1840年在德國出現，用於金屬礦分選。第一臺磁選機（帶式弱磁選機）於1888年問世。浮選機出現較晚，第一臺浮選機（機械攪拌式的）出現於1910年。

重力選礦機械

利用礦粒與矸石的密度和粒度的差異，在運動介質(空氣、水、懸浮液或重液)中進行分選的裝置，包括跳汰機、重介質選礦機和離心選礦機。

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

（2）重介質選礦機：用懸浮液或重液作為重介質，使礦粒與矸石分離。主要有重介質振動溜槽、重介質旋液器、斜輪重介質選煤機和立輪重介質選煤機。斜輪重介質選煤機(圖5)是主要選煤裝置之一，由分選槽、排放重產物的提升輪、排煤輪、傳動裝置等部件組成。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並排出。

（3）離心選礦機：用於回收微細礦泥中的金屬礦粒，主要由主機與控制機構兩部分組成。在主機錐形轉鼓高速旋轉所產生的離心力場中，重礦粒沉積到轉鼓壁上成為精礦，輕礦粒附在精礦表面，受到流膜(礦漿流)作用，排出轉鼓，成為尾礦。它適用於從微細礦泥(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

利用各種礦物的磁性差異，藉助磁力和機械力對礦物的作用進行分選。磁選機由磁力系統、分選裝置、給礦和排礦裝置組成。磁選機種類很多，有永磁筒式磁選機、電磁平環強磁選機和高梯度強磁選機等。

浮選機

利用礦粒表面物理化學性質的差異對細粒礦物進行分選。礦粒浮選機附有浮選藥劑，靠壓縮空氣或機械攪拌使不易被水潤溼的礦粒附著在氣泡上（正浮選法），升至液麵，通過排礦裝置作為精礦排出，易被水潤溼的礦粒留在槽體中作為中尾礦排出。圖6為機械攪拌式浮選機，其型別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則屬於無攪拌式浮選機。