[发明专利]一种矿用冲击切削组合破岩装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿用破岩装置，尤其是能够对地下矿山深部开采环境下硬岩冲击切削组合破岩的装置。

背景技术

随着浅部矿产资源的开采殆尽，深部矿产资源开采是今后发展的必然趋势。深部资源所处的环境比较复杂，显著呈现出了“四高一扰动”特点，即高温、高应力、高井深、高岩溶水压和采矿活动扰动，致使岩体大变形失稳、岩爆、矿震、热害、突水、提升故障等深部灾害频繁高发，给开采带来了一定的困难。深部岩体储存了大量的能量，在外界的扰动下（如爆破振动、）可诱发其能量释放，此时可能会引发矿山灾难性的地质灾害，深部的这一特点更为明显。深部高应力一方面可以引发地质灾害的发生，另一方面可以利用岩体的高应力特点诱导致裂、破碎硬岩。有必要从硬岩破岩机理、岩层诱导致裂方法、采矿方法与开采工艺、岩层支护方法与技术、跟随充填采矿、矿石连续运输方法与机械设备、通风方法与技术、远程定位与监控等方面进行全方位的研究，实现非煤矿山硬岩的机械化连续开采，打破硬岩矿山钻爆法采矿的格局，为实现真正意义上的无人开采奠定基础。连续采矿工艺首先出现于煤炭开采，因为煤矿是沉积矿床，其产状平缓、规则，硬度不大，可用机械连续切割。在上世纪末，煤矿等软岩矿山就已经实现了机械化连续开采，它是在液压支架或单体支柱配铰接顶梁提供的支护下，采煤机或刨煤机破煤，然后经刮板输送机、转载机、破碎机和胶带输送机把煤炭运出采场，采场壁式长距离连续推进，采空区自然垮落或嗣后充填。现如今煤炭等软岩矿体的开采普遍实现了机械化连续作业，部分矿山在个别工作面甚至已实现了无人智能化开采。借鉴与此，法、英等矿业发达国家的一些专家，从长远目标出发，极力推崇用类似采煤机的连续切割机采矿，并提出以连续切割矿岩设备来取代传统的、基于爆破的金属矿采矿工艺，一些外国公司也投入巨资开发机械切割破岩的采矿机。而后，有移动式采矿机（类似隧道掘进机），磨蚀性射流凿岩的钻进型采矿机等问世。此外，瑞典Atlas Copco公司与Bofiden采矿公司等联合研制出了DBMN7050采矿机并进行了试验。美国Robbins公司研制了巷道掘进式的移动采矿机，德国Wirth公司与加拿大HDRK采矿研究中心联合研制出了四臂式的CM连续采矿机，南非也研制出了液压冲击式连续采掘机，取得了一定的成就。但是由于非煤矿山矿岩硬度系数较大，机械破岩方式在井下破岩效果不理想，传统的掘进机截齿破岩时灰尘大，截齿消耗磨损严重，严重制约了硬岩矿山机械化破岩的应用。为此，有必要发明一种冲击切削组合式破岩装置，来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在硬岩矿山深部进行有效的机械化连续破岩的矿用冲击切削组合破岩装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的矿用冲击切削组合破岩装置，包括切割头、截齿和底座，在所述的底座上安装有与所述的切割头同轴的冲击构件，在所述的冲击构件上安装有与所述的切割头同轴的冲击头，所述的冲击头位于所述的截割头的顶部中心位置且伸出所述的截割头。

所述的冲击头伸出所述的切割头的长度范围为0cm～20cm。

采用上述技术方案的矿用冲击切削组合破岩装置，由切割头、截齿、冲击头、冲击构件和底座五部分组成，截齿分布在切割头外围，冲击头位于截割头的顶部中心位置，冲击构件控制冲击头运动，冲击构件固定在底座上。切割头做旋转运动，冲击头沿着切割头的中心轴线做伸出缩回做冲击运动，冲击头伸出切割头的长度范围为0cm～20cm，冲击频率为30次/min～60次/min。工作时切割头旋转带动截齿进行切削破岩，冲击构件可以根据前方岩石的破碎程度有选择的带动冲击头进行冲击破岩，岩石节理裂隙较发育地带采用截齿切削破岩为主，岩石较完整的地带采用冲击头先冲击，然后再截齿进行切割，实现冲击切削组合破岩。

本发明与现有技术相比有如下优点：安全性高，采矿成本低，生产效率高，矿山生产能力大，作业环境好，劳动强度小，矿石损失贫化率低。

附图说明

附图1是本发明外观结构图。

附图2是本发明剖面图。

图中1.切割头，2.截齿，3.冲击头，4.冲击构件，5.底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

参见图1和图2，切割头1安装在动力马达上，截齿2安装在截割头1外围，切割头1内设有底座5，在底座5上安装有与切割头1同轴的冲击构件4，在冲击构件4上安装有与切割头1同轴的冲击头3，冲击构件4控制冲击头3运动，冲击头3位于所述的截割头1的顶部中心位置且伸出截割头1，冲击头3伸出切割头1的长度范围为0cm～20cm。

参见图1和图2，在使用冲击切削破岩装置时，切割头1安装在动力马达上，截齿2安装在截割头1外围，冲击构件4安装在底座5上。工作时切割头1旋转带动截齿2进行切削破岩，冲击构件4可以根据前方岩石的破碎程度有选择的带动冲击头3进行冲击破岩，岩石节理裂隙较发育地带采用截齿2切削破岩为主，岩石较完整的地带采用冲击头3先冲击，冲击频率为30次/min～60次/min，然后再截齿2进行切割，实现冲击切削组合破岩。