CN102102520B - 一种石材矿山洞采方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石材矿山洞采方法及设备。一种石材矿山洞采设备，它包括一线锯设备，所述线锯设备包括一支撑机构、一进给机构及一线锯机构。该支撑机构包括一横梁及至少二垂直固设在横梁之上的连杆，所述连杆上枢接有第一导向轮。该进给机构连接支撑机构的横梁以能够带动支撑机构进给。该线锯机构包括一动力机构、一主动轮及一金刚石串珠绳，所述动力机构装设在横梁并传动连接主动轮以能够带动主动轮转动，所述金刚石串珠绳绕接第一导向轮和主动轮，所述主动轮转动能够带动金刚石串珠绳绕动以切割。本发明具有如下优点：将线锯设备引入石材矿山洞采中，以能够在质量相对较好、成材率相对较高之处进行洞采取石，择优开采，既能减少生态环境破坏，又能减少开采成本，又能避免出现切死角出现。

Description

一种石材矿山洞采方法及设备

技术领域

本发明涉及一种石材矿山洞采方法及设备。

背景技术

早期的矿山开采均采用炸药爆破方法，众所周知，采用炸药爆破方法开采存在有安全性能差、炸出的矿石荒料无规则性、成材率低等不足。针对上述不足，本申请人设计出一种矿山开采方法的解决方案，请查阅本申请人之在先申请《一种矿山开采、切割方法及其设备》。该开采方法所采用的设备具有一主切臂以及一切割部，该切割部具有两个分别位于左、右最外侧的圆盘锯，该两圆盘锯之间的间距不小于主切臂的左、右间距；该开采方法包括以下几个步骤：P100，进刀步骤，活动主切臂使切割部做出一次进刀；P200，切割步骤，设备的两圆盘锯同时转动用于在矿山上切割出平行的双切割缝，去除两切割缝之间的矿芯以形成进刀空间，用于使切割部可再次进刀；P300，判断步骤，判断是否需要再次切割，如果是，则执行P100，如果否，则执行P400；P400，取矿材步骤，用于使得双切割缝围成的矿材与矿山基体分裂，然后取出该矿材。该解决方案中，由于全部切割都采用切割部切割，因此存在有切缝过大及矿芯取出方法繁杂等有待改进之处。

发明内容

本发明提供一种石材矿山洞采方法及设备，其解决了现有石材矿山洞采方法及设备所存在的不足。

本发明采用如下技术方案之一：

一种石材矿山洞采设备，它包括一线锯设备，所述线锯设备包括：

一支撑机构，它包括一横梁及至少两个垂直固设在横梁之上的连杆，所述连杆上枢接有第一导向轮；

一进给机构，它连接支撑机构的横梁以能够带动支撑机构进给；及

一线锯机构，它包括一动力机构、一主动轮及一金刚石串珠绳，所述动力机构装设在横梁并传动连接主动轮以能够带动主动轮转动，所述金刚石串珠绳绕接第一导向轮和主动轮，所述主动轮转动能够带动金刚石串珠绳绕动以线锯切割。

一较佳实施例之中，所述横梁之上连接有两个张紧定位轮，所述金刚石串珠绳还绕接两个张紧定位轮以实现自动或手动调节金刚石串珠绳张紧。

一较佳实施例之中，所述横梁两端各枢设有一第二导向轮，所述金刚石串珠绳还绕接第二导向轮。

一较佳实施例之中，所述横梁包括一主体段及一辅体段，所述主体段和辅体段之间设置有一能够调节横梁横向长度的横向位置调整机构，所述两个第二导向轮分别设在主体段和辅体段。

一较佳实施例之中，所述支撑机构设有的连杆个数至少为三个，所述三个连杆横向间隔并排。

一较佳实施例之中，所述连杆具有一固接在横梁的固定端及一远离固定端且能够适配插入开设在石材上的导向孔的导向端，所述第一导向轮位于导向端和固定端之间。

一较佳实施例之中，所述连杆具有一Z形尾段，它包括一固定段、一导向段及一设在固定段和导向段之间的让位段，所述导向段之末端设为导向端，所述第一导向轮设在导向段。

一较佳实施例之中，所述连杆包括至少两段短杆，所述些段短杆依次插接装配在一起。

一较佳实施例之中，所述支撑机构设有的连杆个数至少为三个，所述三个连杆横向间隔并排，而且，位于最外侧的两连杆的让位段朝外朝上倾斜。

一较佳实施例之中，一劈裂机构，它包括两块分离板及一液压劈裂机，所述液压劈裂机包括一液压动力器及一胀裂楔，所述液压动力器连接胀裂楔，所述胀裂楔适配插入两块分离板之间。

一较佳实施例之中，所述分离板具有相远离的一背向面和一面向面，所述面向面凹设有一纵向槽，所述胀裂楔适配连接在两块分离板之纵向槽之内，而且，所述纵向槽之深度大于胀裂楔之深度。

本发明采用如下技术方案之二：

一种石材矿山洞采方法，它包括：

步骤A，采用钻孔机在矿山钻出至少四个对称设置的导向孔；

步骤B，采用线锯设备在矿山线锯出一封闭线锯缝，所述矿山的围在封闭线锯缝之内的部分为矿材，所述步骤B包括：

步骤B1，将线锯设备的进给机构装设在矿山，将支撑机构装接在进给机构上，将支撑机构的连杆之导向端适配插入开设在石材上的导向孔，装接好线锯机构；及

步骤B2，线锯机构之金刚石串珠绳绕动以线锯，同时，进给进给机构带动支撑机构进给；

步骤C，采用切割设备在矿材上切割出进刀空间，所述进刀空间位于封闭线锯缝之内并接通封闭线锯缝；

步骤D，使封闭线锯缝围成的矿材与矿山基体分裂，然后取出所述矿材。

一较佳实施例之中，所述步骤D，它包括：

步骤D1，将劈裂机构的两块分离板和胀裂楔放置在进刀空间；

步骤D2，液压动力器带动胀裂楔运动，胀裂楔运动的同时使两块分离板相远离，对矿材提供横向劈裂力，使得矿材底部与矿山基体分裂；

步骤D3，用于取出所述矿材。

一较佳实施例之中，所述步骤D，它还包括：

步骤D0，采用直轴切割机在进刀空间之底部朝矿材方向开设一导向槽。

一较佳实施例之中，所述步骤C所采用的切割设备具有一主切臂以及一切割部，所述切割部具有两个分别位于左、右最外侧的圆盘锯，所述两圆盘锯之间的间距不小于主切臂的左、右间距；所述步骤C，它包括：

步骤C1，活动主切臂使切割部做出一次进刀；

步骤C21，将劈裂机构的两薄楔形片放置在切缝之中；

步骤C22，劈裂机构之液压动力器带动一楔形片相对另一薄楔形片移动，利用斜面将液压杆之作用力转变成另一薄楔形片之横向移动动力，使另一薄楔形片对矿芯提供横向劈裂力，使得矿芯底部与矿材基体横向分裂；

步骤C23，用于取出所述矿芯。

由上述对本发明结构的描述可知，和背景技术相比，本发明具有如下优点：1、将线锯设备引入石材矿山洞采中，以能够在质量相对较好、成材率相对较高之处进行洞采取石，择优开采，既能减少生态环境破坏，又能减少开采成本，又能避免出现切死角出现，又能随意确定线锯切割长度；2、设有连杆，以将线锯和洞采结合在一起；3、支撑机构设有的连杆个数至少为三个，避免金刚石串珠绳中间下垂，影响线锯；4、连杆具有一固定端及一导向端，导向端能够滑动适配插入开设在石材上的导向孔，保证连杆稳定性；5、连杆包括至少二段短杆，使得连杆长度可调；6、连杆具有一Z形尾段，它包括一固定段、一导向段及一设在固定段和导向段之间的让位段，所述第一导向轮设在导向段，为金刚石串珠绳线锯提供让位空间，避免金刚石串珠绳线锯连杆；7、劈裂机构采用液压动力器提供分裂力，分裂整齐，便于控制，避免现有技术中需先钻孔之做法，取矿材、矿芯方便快速；8、采用直轴切割机在进刀空间之底部朝矿材方向开设一导向槽，保证矿材劈裂处平整；9、纵向槽之深度大于胀裂楔之深度，能为胀裂楔之向下运动提供让位空间，结构简单，装配方便。

附图说明

图1绘示了线锯设备的立体示意图。

图2绘示了线锯设备的结构示意图。

图3绘示了连杆之主视示意图。

图4绘示了连杆之左视示意图。

图5绘示了连杆之局部剖面图。

图6绘示了劈裂设备之使用状态图。

图7绘示了图6的A处放大示意图。

图8绘示了劈裂设备之使用状态之剖面图。

图9绘示了劈裂设备之分离板和胀裂楔之配合示意图。

图10绘示了洞采设备之工作示意图之一。

图11绘示了洞采设备之工作示意图之二。

图12绘示了洞采设备之工作示意图之三。

具体实施方式

一种石材矿山洞采设备，请查阅图1及图2，它包括一线锯设备100、一切割设备及一劈裂设备200。

请查阅图1及图2，所述线锯设备100包括一支撑机构110、一进给机构120及一线锯机构130。

所述进给机构120包括一固定的导轨121及一第一动力电机。根据需要还可另设支架800用于支撑固定导轨121。

所述支撑机构110包括一横梁111及至少二垂直固设在横梁111之上的连杆112。所述横梁111之上还固设有一底板115。所述横梁111连接在导轨121，所述第一动力电机装接在横梁111之上，第一动力电机122通过减速箱1221(请见图10)连接一设在横梁上的驱动机构，能够带动横梁111相对导轨121做进给运动。根据横梁111之长度选择连杆112之个数，如果长则可相应增加连杆112。所述横梁111包括一主体段1111及一辅体段1112，所述主体段1111和辅体段1112之间设置有一能够调节横梁111横向长度的横向位置调整机构1113，所述横向位置调整机构1113例如采用螺丝螺母机构。所述主体段1111之末端和辅体段1112之末端分别枢设有一第二导向轮113。请查阅图3及图4，所述连杆112具有一固接在横梁111的固定端及一远离固定端且能够适配滑动插入开设在矿材600上的导向孔610的导向端1121。本实施例之中，所述连杆112之固定端之上固设有一固定片1127，配合螺钉或螺栓固接固定片1127和横梁111，能够加强固定连接机构，根据需要，还可配设一螺钉或螺栓1128穿过连杆和横梁以固定。最好所述连杆112具有一基段及一Z形尾段，它包括一固定段1124、一导向段1122及一设在固定段和导向段之间的让位段1123，所述导向段1122之末端设为导向端1121。所述固定段1124包括二固定片，所述二固定片固接在连杆112之基段之末端二侧，另配设螺丝螺母机构将二固定片固接在连杆112之基段之末端二侧。所述连杆112之导向段1122上枢接有第一导向轮114，为了便于减少摩擦力，请查阅图5，增设了一滚动轴承1141。所述导向段1122之外凸设有一外套密封的密封垫1125及一固设在导向段1122之外的导向件1126，所述导向件1126例如为固接在导向段1122之外的圆周均匀间隔的若干个径向杆(最好至少为二根)，采用该径向杆则不但能够起到导向之作用，而且还能够减少摩擦面积，减少摩擦力，采用密封垫1125能够避免水或切割飞尘进入导向孔610之内，当然最主要是为了避免飞尘进入。在布置时所述位于最外侧的二连杆112之让位段1123朝上朝外相远离，以供出一让位空间。在位于中间的连杆112可采用上述的结构，也可采用如下描述的连杆结构，该连杆包括一基段及一直线形尾段，无需设置出Z字形。根据要求所述连杆121可包括至少二段短杆，所述些段短杆依次插接装配在一起，或者，所述短杆通过间隔间距调整机构连接在一起，以能够调整连杆121之长度。

请查阅图1及图2，所述线锯机构130包括一动力机构131、一主动轮132、一金刚石串珠绳133及二张紧定位轮134。所述动力机构131，例如采用第二动力电机，它装设在横梁111之底板115。所述主动轮132转动连接在主体段1111，例如采用滚动轴承，当然根据需要也可直接固接在动力输出轴。所述主动轮132传动连接主动轮132之动力输出轴。当然根据需要也可在第二动力电机之动力输出轴和主动轮之间设置减速箱。所述张紧定位轮134装设在横梁110之主体段111之上，该张紧定位轮134，例如包括一调整杆1341及一枢设在调整杆1341之张紧轮1342，所述调整杆1341能够位置调整地连接在横梁110。本实施例之中，该调整杆1341采用人工调整，根据需要也可设置为自动调整，例如配合弹簧实现。所述金刚石串珠绳133绕接第一导向轮114、第二导向轮113、主动轮132和张紧轮1342，所述主动轮132转动能够带动金刚石串珠绳133绕动以线锯切割。

请查阅图6至图9，所述劈裂机构200包括二分离板210及一液压劈裂机。所述分离板210具有相远离的一背向面和一面向面，所述面向面凹设有一纵向槽211。所述液压劈裂机包括一液压动力器220及一胀裂楔230。所述胀裂楔230包括二胀裂板231及一轴向楔232；所述轴向楔232能够固接液压动力器220之伸缩轴并在其带动下能够轴向移动，所述轴向楔232设置成远小近大之结构。所述胀裂板231具有一背向面和一面向面，所述背向面为平面，所述面向面成适配轴向楔232的倾斜面；所述胀裂板231适配连接在轴向楔232。所述胀裂楔230插入二分离板210之纵向槽211，并使得所述胀裂板231背面固接分离板210。所述纵向槽211之深度大于轴向楔232之长度，大约为轴向楔232二倍。根据需要，所述液压劈裂机还可包括一基座，所述胀裂板231不一定需要固定在分离板，而只需能移动连接在基座，该移动方向垂直轴向楔232之移动方向。

所述切割设备请查阅本申请人之在先申请《一种矿山开采、切割方法及其设备》，它申请号为200710009014.X。

一种石材矿山洞采方法，请查阅图10、图11、图12，其中：图10中线锯设备作水平线锯切割；图11中线锯设备中左边之线锯设备作侧面切割，右边之线锯设备作顶面切割；图12中线锯设备左侧面切割和右侧面切割；它包括：

步骤A，采用钻孔机在矿山600钻出至少四个对称设置的导向孔610，根据需要还可设置六个导向孔610，如图10；

步骤B，采用线锯设备100在矿山700线锯出一封闭线锯缝500，所述矿山的围在封闭线锯缝500之内的部分为矿材600，所述步骤B包括：

步骤B1，将线锯设备100的进给机构120装设在矿山，将支撑机构110装接在进给机构120上，将支撑机构110的连杆112之导向端适配插入开设在石材上的导向孔610，装接好线锯机构130；及

步骤B2，线锯机构130之金刚石串珠绳133绕动以线锯，同时，进给进给机构120带动支撑机构110进给，以线锯切割出一封闭线锯缝500；本步骤之中的线锯出封闭线锯缝500可采用多次线锯，例如先线锯第一边，接着线锯第二边，再线锯第三边，然后线锯第四边，等，该些边围成封闭线锯缝500。

步骤C，采用切割设备在矿材上切割出进刀空间，所述进刀空间位于封闭线锯缝之内并接通封闭线锯缝，例如切割出十字进刀空间400，如图10；所述步骤C所采用的切割设备具有一主切臂以及一切割部，所述切割部具有两个分别位于左、右最外侧的圆盘锯，所述两圆盘锯之间的间距不小于主切臂的左、右间距；所述步骤C，它包括：

步骤C1，活动主切臂使切割部做出一次进刀；

步骤C2，两圆盘锯同时转动用于在矿材上切割出平行的双切割缝，去除双切割缝之间的矿芯以形成进刀空间，用于使切割部可再次进刀，直到切割出进到空间；所述步骤C2，它包括：

步骤C21，将劈裂机构的二薄楔形片放置在切缝之中；

步骤C22，劈裂机构之液压动力器带动一楔形片相对另一薄楔形片移动，利用斜面将液压杆之作用力转变成另一薄楔形片之横向移动动力，使另一薄楔形片对矿芯提供横向劈裂力，使得矿芯底部与矿材基体横向分裂；

步骤C23，用于取出所述矿芯；

步骤D，使封闭线锯缝围成的矿材与矿山基体分裂，然后取出所述矿材；所述步骤D，它包括：

步骤D0，采用直轴切割机在进刀空间之底部朝矿材方向开设一导向槽；

步骤D1，将劈裂机构的二分离板和胀裂楔放置在进刀空间；

步骤D2，液压动力器带动胀裂楔运动，胀裂楔运动的同时使二块分离板相远离，对矿材提供横向劈裂力，使得矿材底部与矿山基体分裂；

步骤D3，用于采用装叉矿车，货叉直接插入进刀空间之内并取已分离的矿材。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (15)

1.一种石材矿山洞采设备，其特征在于：它包括一线锯设备，所述线锯设备包括： 

一支撑机构，它包括一横梁及至少两个垂直固设在横梁之上的连杆，所述连杆上枢接有第一导向轮； 

一进给机构，它连接支撑机构的横梁以能够带动支撑机构进给；及 

一线锯机构，它包括一动力机构、一主动轮及一金刚石串珠绳，所述动力机构装设在横梁并传动连接主动轮以能够带动主动轮转动，所述金刚石串珠绳绕接第一导向轮和主动轮，所述主动轮转动能够带动金刚石串珠绳绕动以线锯切割。 

2.根据权利要求1所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：所述横梁之上连接有两个张紧定位轮，所述金刚石串珠绳还绕接两个张紧定位轮以实现自动或手动调节金刚石串珠绳张紧。 

3.根据权利要求1所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：所述横梁两端各枢设有一第二导向轮，所述金刚石串珠绳还绕接第二导向轮。 

4.根据权利要求3所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：所述横梁包括一主体段及一辅体段，所述主体段和辅体段之间设置有一能够调节横梁横向长度的横向位置调整机构，所述两个第二导向轮分别设在主体段和辅体段。 

5.根据权利要求1所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：所述支撑机构设有的连杆个数至少为三个，所述至少三个连杆横向间隔并排。 

6.根据权利要求1所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：所述连杆具有一固接在横梁的固定端及一远离固定端且能够适配插入开设在石材上的导向孔的导向端，所述第一导向轮位于导向端和固定端之间。 

7.根据权利要求6所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：所述连杆具有一Z形尾段，它包括一固定段、一导向段及一设在固定段和导向段之间的让位段，所述导向段之末端设为导向端，所述第一导向轮设在导向段。 

8.根据权利要求1所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：所述连杆包括至少两段短杆，所述至少两段短杆依次插接装配在一起。 

9.根据权利要求7所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：所述支撑机构设有的连杆个数至少为三个，所述至少三个连杆横向间隔并排，而且，位于最外侧的两个连杆的让位段朝外朝上倾斜。 

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：它还包括： 

一劈裂机构，它包括两块分离板及一液压劈裂机，所述液压劈裂机包括一液压动力器及一胀裂楔，所述液压动力器连接胀裂楔，所述胀裂楔适配插入两块分离板之间。 

11.根据权利要求10所述的一种石材矿山洞采设备，其特征在于：所述分离板具有相远离的一背向面和一面向面，所述面向面凹设有一纵向槽，所述胀裂楔适配连接在两块分离板之纵向槽之内，而且，所述纵向槽之深度大于胀裂楔之深度。 

12.一种石材矿山洞采方法，其特征在于：它包括： 

步骤A，采用钻孔机在矿山钻出至少四个对称设置的导向孔； 

步骤B，采用线锯设备在矿山线锯出一封闭线锯缝，所述矿山的围在封闭线锯缝之内的部分为矿材，所述步骤B包括： 

步骤B1，将线锯设备的进给机构装设在矿山，将支撑机构装接在进给机构上，将支撑机构的连杆之导向端适配插入开设在石材上的导向孔，装接好线锯机构；及 

步骤B2，线锯机构之金刚石串珠绳绕动以线锯，同时，进给进给机构带动支撑机构进给； 

步骤C，采用切割设备在矿材上切割出进刀空间，所述进刀空间位于封闭线锯缝之内并接通封闭线锯缝； 

步骤D，使封闭线锯缝围成的矿材与矿山基体分裂，然后取出所述矿材。 

13.根据权利要求12所述的一种石材矿山洞采方法，其特征在于：所述步骤D，它包括： 

步骤D1，将劈裂机构的两分离板和胀裂楔放置在进刀空间； 

步骤D2，液压动力器带动胀裂楔运动，胀裂楔运动的同时使两块分离板相远离，对矿材提供横向劈裂力，使得矿材底部与矿山基体分裂； 

步骤D3，用于取出所述矿材。 

14.根据权利要求13所述的一种石材矿山洞采方法，其特征在于：所述步骤D，它还包括： 

步骤D0，采用直轴切割机在进刀空间之底部朝矿材方向开设一导向槽。 

15.根据权利要求12所述的一种石材矿山洞采方法，其特征在于：所述步骤C所采用的切割设备具有一主切臂以及一切割部，所述切割部具有两个分别位于左、右最外侧的圆盘锯，所述两圆盘锯之间的间距不小于主切臂的左、右间距；所述步骤C，它包括： 

步骤C1，活动主切臂使切割部做出一次进刀； 

步骤C2，两圆盘锯同时转动用于在矿材上切割出平行的双切割缝，去除双切割缝之间的矿芯以形成进刀空间，用于使切割部可再次进刀；所述步骤C2，它包括： 

步骤C21，将劈裂机构的两薄楔形片放置在切缝之中； 

步骤C22，劈裂机构之液压动力器带动一楔形片相对另一薄楔形片移动，利用斜面将液压杆之作用力转变成另一薄楔形片之横向移动动力，使另一薄楔形片对矿芯提供横向劈裂力，使得矿芯底部与矿材基体横向分裂； 

步骤C23，用于取出所述矿芯。