矿山机械设备
矿山机械设备是指专业从事采矿、选矿、探矿的机械，矿山作业中应用的大量起重机、输送机、通风机和排水机械等都统称为矿山机械设备。
一、矿山机械设备分类
矿山机械设备大致分为采矿设备、选矿设备和探矿设备。
- 采矿设备：主要用于矿石的开采和挖掘，包括掘进机、扒矸机、皮带运输机、转载机、破碎机、采煤机（如滚筒采煤机、刨煤机）、弯曲刮板运输机、自移式液压支架、桥式转载机、伸缩胶带运输机、液压支架、刮板输送机等。此外，还包括开采石油用的石油钻采机械，如陆地石油钻采机械（钻井机械、采油机械、修井机械等）和海洋石油钻采机械（钻井装置和采油系统等）。
- 选矿设备：按选矿流程可分为破碎机械（如圆锥破碎机、颚式破碎机、箱式破碎机、反击式破碎机等）、粉磨机械、筛分机械、分选（选别）机械和脱水机械，以及各种生产线等。其中分选机械按作用原理分为重力选矿机械、磁选机、浮选机和特殊选矿机械。
- 探矿设备：其工作原理和结构与采矿机械大多相同或相似，广义上也是一种矿山机械。
二、矿山机械设备常见类型及特点
- 破碎设备
- 颚式破碎机：利用两颚板对物料的挤压和弯曲作用进行破碎，具有破碎力大、破碎比高、生产能力强的特点。但存在空转行程，增加了非生产性功率消耗，且对基础的质量要求高，不适宜破碎软物料及含水量大于10%的物料。
- 圆锥破碎机：适用于中碎或细碎作业，破碎能力强，物料利用率高，对坚硬、中等硬度以上的各种矿石破碎都有很好的效果。
- 锤式破碎机：利用锤头的高速冲击作用对物料进行中碎和细碎作业，可以一次成型，无需二次破碎成型，且生产能力高、破碎比大、电耗低。但锤子和篦条磨损快，金属消耗较大，检修时间较长。
- 反击式破碎机：利用板锤的高速冲击和反击板的回弹作用使物料受到反复冲击而破碎，具有粉碎效率高、出料粒型完整、多角多棱、品质好的特点。但板锤和反击板特别易磨损，更换较频繁，且对含水、含泥的物料适应性差。
- 筛分设备：如振动筛，用于对破碎后的物料进行筛分，以得到符合要求的粒度分布。
- 磨矿设备：如球磨机、棒磨机、自磨机等，用于对矿石进行粉磨作业。
- 分级设备：如水力旋流器，用于对磨矿后的物料进行分级处理。
- 重选设备：如跳汰机、摇床、螺旋溜槽等，利用矿粒与矸石在密度和粒度的差异进行分选。
- 磁选设备：如干式磁选机、湿式磁选机等，用于对磁性矿物进行分离。
- 浮选设备：如搅拌式浮选机、机械式浮选机、浮选柱等，用于对细粒矿物进行浮选分离。
三、矿山机械设备应用领域
矿山机械设备在采矿、建筑、能源、交通等多个行业领域中都有着广泛的应用。在采矿行业中，这些设备提高了开采效率、降低了成本；在建筑行业中，它们被广泛应用于土石方工程、混凝土制作等；在能源行业中，矿山机械设备在油田开采、水电、核电等领域也发挥着重要作用；在交通运输行业中，它们主要用于公路和铁路建设、修建、维护中的土方、石方的开挖和平整。
四、矿山机械设备发展趋势
随着科技的不断进步和矿山开采技术的不断发展，矿山机械设备正朝着大型化、智能化、高效化、环保化的方向发展。新型设备如超细层压自磨机、全截面气升式微泡浮选机、多频脱水筛等不断涌现，为矿山开采提供了更加高效、环保的解决方案。同时，非爆机械化采掘技术与装备以其安全、高效、经济、智能化进程快等优势，已逐步成为现代资源开采的主要发展方向。
矿山机械设备是矿山开采中不可或缺的关键设备，它们的发展和应用对于提高矿山开采效率、降低成本、保障工程质量具有重要意义。
矿山机械设备包括以下几类：
破碎设备
- 颚式破碎机：俗称 “老虎口”，其破碎作用是靠可动鄂板周期性地压向固定鄂板，将夹在其中的矿块压碎，结构简单、坚固，适用于粗碎各种矿石和岩石 。
- 圆锥破碎机：矿块处于内外两圆锥之间，外圆锥固定，内圆锥作偏心摆动，将夹在其中的矿块压碎或折断，具有破碎比大、效率高、能耗低等优点，常用于中细碎作业 。
- 冲击式破碎机：矿块受到快速回转的运动部件的冲击作用而被击碎，包括锤碎机、笼式破碎机、反击式破碎机等。该类型设备破碎比大，产品粒度均匀，适用于破碎中等硬度及以下的脆性物料 。
磨矿设备
- 球磨机：矿石在旋转的圆筒内受到钢球等磨矿介质的冲击与研磨作用而被粉碎，是应用最广泛的磨矿设备，可用于各种矿石的细磨作业，具有生产能力大、产品粒度细等优点 。
- 棒磨机：采用钢棒作为磨矿介质，主要用于粗磨和中磨作业，特别适用于处理脆性矿石，可有效避免过粉碎现象，提高磨矿效率。
筛分设备
- 惯性振动筛：利用惯性力使筛箱产生振动，从而实现物料的筛分。其结构简单、工作可靠、筛分效率高，适用于中、细粒物料的筛分作业。
- 共振筛：通过共振原理使筛子产生振动，具有处理能力大、筛分效率高、能耗低等优点，适用于各种粒度物料的筛分，但设备结构相对复杂。
分选设备
- 磁选机：利用各种矿物的磁性差异，借助磁力和机械力对矿物进行分选。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，广泛应用于黑色金属矿、有色金属矿等的选别作业 。
- 浮选机：利用矿粒表面物理化学性质的差异，对细粒矿物进行分选。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，升至液面作为精矿排出。常用于有色金属矿、非金属矿等的选别1 。
采矿机械
- 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。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；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等1 。
- 挖掘机械：如挖掘机等，用于挖掘矿石、岩土等物料，具有工作效率高、操作灵活等特点，广泛应用于露天矿山和井下矿山的采掘作业。
- 采煤机械：包括滚筒采煤机、刨煤机等，其中综合机械化采煤广泛应用浅截深式双（单）滚筒联合采煤机、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 。
输送设备
- 带式输送机：具有输送能力大、结构简单、运行可靠、维护方便等优点，能够实现连续输送物料，广泛应用于矿山的矿石、煤炭等物料的输送作业。
- 刮板输送机：主要用于输送块状、粒状物料，如煤炭、矿石等，在采煤工作面和刮板输送机转载点等场所应用广泛，可与采煤机、转载机等设备配套使用，实现煤炭的连续运输。
提升设备
- 竖井提升机：用于竖井中提升矿石、人员、设备等，包括单绳缠绕式提升机和多绳摩擦式提升机等。多绳摩擦式提升机具有提升能力大、安全性能高、运行平稳等优点，广泛应用于大型矿山的竖井提升系统。
- 斜井提升机：适用于斜井中物料和人员的提升，常见的有斜井箕斗提升机和斜井人车提升机等。
矿山机械设备包括采矿设备和选矿设备
一、采矿设备
- 穿孔设备
- 牙轮钻机：这是一种广泛应用于大型露天矿山的穿孔设备。它通过牙轮钻头在岩石上钻孔，其工作原理是利用钻头的旋转和轴向压力来破碎岩石。牙轮钻机的钻孔直径较大，通常可以达到 200 – 445mm，钻孔深度能达到几十米。例如，在大型铁矿开采中，牙轮钻机可以高效地为爆破作业钻孔，其效率比传统的冲击式钻机高很多。
- 潜孔钻机：主要由回转机构、提升机构、推进机构、冲击机构等部分组成。它的特点是冲击器潜入孔内，减少了能量损失。潜孔钻机钻孔直径一般在 80 – 250mm 之间，适合中小型矿山或者硬度较低的岩石穿孔作业。像在石灰石矿山开采中，潜孔钻机可以灵活地进行钻孔，而且其结构相对紧凑，便于在不同的工作场地移动。
- 挖掘设备
- 单斗挖掘机：有机械式和液压式两种类型。机械式单斗挖掘机的工作装置通过钢绳和滑轮组来控制挖掘动作，它的挖掘力较大，适合挖掘较硬的矿石。液压式单斗挖掘机则是利用液压系统来驱动工作装置，动作灵活、准确，能够进行多种复杂的挖掘作业。在露天煤矿开采中，大型液压单斗挖掘机可以快速地挖掘煤炭，斗容量可达几十立方米。
- 多斗挖掘机：包括链斗挖掘机和轮斗挖掘机。链斗挖掘机是通过一系列的斗子安装在链条上进行挖掘，一般用于挖掘松软的物料，如砂矿等。轮斗挖掘机则是利用安装在转轮上的斗子进行挖掘，它的挖掘效率高，适合大规模的露天矿开采，比如在大型露天磷酸盐矿开采中，轮斗挖掘机可以连续地挖掘矿石。
- 装载设备
- 装载机：它是一种常用的装载设备，有轮胎式和履带式两种。轮胎式装载机机动性好，行驶速度快，适合在较为平坦的场地作业，如小型矿山的矿石装载和短距离运输。履带式装载机则通过履带行走，接地比压小，能够在松软或崎岖的地面上稳定工作，常用于大型露天矿山的矿石装载到运输车辆中。装载机的工作装置是铲斗，通过举升和翻转动作将矿石装入运输设备。
- 电铲：主要用于大型露天矿山的矿石装载，它的挖掘力和装载能力都很强。电铲的结构比较复杂，由工作装置、回转装置、行走装置等部分组成。其工作装置的斗容量较大，有的大型电铲斗容量可达上百立方米，能够高效地将大量矿石装入运输卡车等设备。
- 运输设备
- 矿用卡车：这是露天矿山运输矿石的主要设备之一。矿用卡车的载重量很大，一般从几十吨到几百吨不等。它的轮胎尺寸大、强度高，能够适应矿山复杂的路况。例如，一些大型的电动轮矿用卡车，其载重量可达 300 – 400 吨，能够在露天矿山的采场和排土场之间高效地运输矿石和岩土。
- 带式输送机：是一种连续运输设备，它由输送带、驱动装置、托辊、滚筒等部分组成。带式输送机可以实现长距离、大运量的矿石运输，而且运输过程比较平稳，能耗相对较低。在一些大型矿山，带式输送机可以将矿石从井下或露天采场运输到选矿厂等加工场所，运输距离可达数公里甚至数十公里。
二、选矿设备
- 破碎设备
- 颚式破碎机：它是最常见的粗破碎设备，主要由固定颚板和活动颚板组成。工作时，电机带动皮带轮，使活动颚板对固定颚板做周期性的往复运动，从而将进入破碎腔的矿石挤压破碎。颚式破碎机的结构简单、坚固，能处理各种硬度的矿石，进料粒度较大，一般可达 1 – 1.5 米，广泛应用于矿山的初级破碎环节。
- 圆锥破碎机：分为弹簧圆锥破碎机、单缸液压圆锥破碎机和多缸液压圆锥破碎机等。圆锥破碎机是利用破碎锥在偏心套的作用下做旋摆运动，对矿石进行挤压和研磨破碎。它适用于二阶段、中细碎，能够生产出粒度比较均匀的产品，一般用于破碎硬度较高的矿石，如铁矿石、铜矿石等。
- 反击式破碎机：主要由转子、打击板、反击板等部分组成。当矿石进入破碎腔后，被高速旋转的转子上的打击板击打，然后矿石反弹到反击板上再次破碎。反击式破碎机的破碎比大，产品粒度呈立方体，没有张力和裂缝，在建筑石料等对成品形状要求较高的领域应用广泛，也常用于矿山的中细碎环节。
- 磨矿设备
- 球磨机：它是一种传统的磨矿设备，主要由筒体、端盖、轴承、传动装置等部分组成。筒体内装有一定数量的钢球作为研磨介质，当筒体旋转时，钢球在离心力和摩擦力的作用下被带到一定高度，然后落下对矿石进行冲击和研磨。球磨机的生产能力较大，能够将矿石磨得很细，但是其能耗相对较高，一般适用于各种硬度矿石的磨矿作业，在选矿厂中是关键的磨矿设备之一。
- 棒磨机：与球磨机类似，不同之处在于棒磨机的研磨介质是钢棒。钢棒在筒体旋转过程中主要是对矿石进行线接触的研磨，产品粒度比较均匀，过粉碎现象相对较轻。棒磨机通常用于对产品粒度要求较严格的磨矿作业，比如在一些贵金属选矿中，为了避免贵金属过度粉碎而损失，会优先选用棒磨机。
- 筛分设备
- 振动筛：这是最常用的筛分设备，它是通过振动电机产生的激振力使筛体做周期性的振动。矿石在筛面上不断地跳动，小于筛孔尺寸的颗粒透过筛孔，而大于筛孔尺寸的颗粒则留在筛面上被输送到其他地方。振动筛的种类很多，包括圆振动筛、直线振动筛等，根据不同的筛分要求可以选择不同的振动筛。例如，在煤矿的筛分中，圆振动筛可以有效地将煤炭按照粒度大小进行分级。
- 概率筛：它的工作原理是基于颗粒通过筛孔的概率。概率筛的筛孔尺寸比要筛分的颗粒的平均尺寸大，通过控制筛体的振动频率和振幅等参数，使颗粒有一定的概率通过筛孔。概率筛的筛分效率高，处理能力大，但是其筛分精度相对振动筛较低，一般适用于对粒度要求不是特别精确的初步筛分作业，如在一些砂石矿的粗筛分中应用。
- 浮选设备
- 浮选机：是实现浮选工艺的关键设备。它主要由槽体、搅拌装置、充气装置等部分组成。在浮选机中，通过添加浮选药剂，使矿石中的有用矿物和脉石矿物表面性质发生改变。搅拌装置将矿浆搅拌均匀，充气装置向矿浆中充入空气，形成气泡。有用矿物颗粒附着在气泡上，上浮到矿浆表面，然后被刮出收集，而脉石矿物则留在矿浆中，从而实现矿物的分离。浮选机的类型有机械搅拌式浮选机、充气式浮选机等，不同类型的浮选机适用于不同的矿石和浮选工艺。
矿山机械设备在矿业的发展过程中起着至关重要的作用，其技术的不断进步也推动了矿业的高效、安全开采和选矿。