CN102828754B - 环保高压采石机及环保采石工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了环保高压采石机，它包括底座及机身（1）、设置于底座及机身（1）内的电机（2）、超高压柱塞泵（3）、调压阀总成（4）、控制阀（5）、高压分配器（6）、高压支管（7）和高压扩张器（8），超高压柱塞泵（3）的出水口与调压阀总成（4）的进水口连通，调压阀总成（4）的出水口经控制阀（5）连接高压分配器（6）的入水口，高压分配器（6）的出水口通过高压支管（7）连接高压扩张器（8），还公布了采用该采石机的环保采石工艺。本发明的有益效果是：环保，节能，资源利用率高，采石生产效率高，操作简单、安全可靠、劳动强度低，投资少、生产准备周期短，体积小、重量轻，移动方便，能适应复杂环境和各种场地的采石作业。

Description

环保高压采石机及环保采石工艺

技术领域

本发明涉及石料开采技术领域，特别是一种环保高压采石机及环保采石工艺。

背景技术

大理石、花岗石等天然石材，因其独特、优良的装饰特性深受人们喜爱，广泛用于各种高档楼堂、宾馆饭店、城市街道、大型广场等墙面、地面的装潢装饰，市场需求量大，经济效益和社会效益极其可观。

然而，性能优良的大理石、花岗石等天然石料均储藏于高海拔的山区，母岩矿体巨大、坚硬，导致开采难度大、费用高，成为行业发展的瓶颈。目前，石材矿床的开采设备与开采工艺主要有：

1．凿岩劈裂开采法：借用简单工具或机械，由人工在原岩或矿体上开槽、开孔，将钢制楔形斜块放入槽或孔中，在楔形斜块上施加机械力，通过楔形斜块的位移所产生的挤压力将原岩或矿体劈裂，从而达到剥离、分离、分割的目的。此法缺点是劳动强度大，采石生产效率低，生产成本高；

2．凿岩爆裂开采法：通过在原岩或矿体上开孔、填药、引爆，利用雷管、炸药爆炸产生的巨大能量将原岩、矿体爆裂，达到石料的剥离、分离目的。因为雷管、炸药是易燃易爆危险品，在采购、运输、储存保管、使用各环节都存在严重安全隐患，国家管控严厉，限制使用；其次，爆裂采石的同时，有30%以上的矿体因爆炸变成毫无使用价值的碎石渣，既浪费了宝贵的石材资源，又降低了石材荒料的出料率；再者，爆裂采石所产生的粉层和石渣会造成严重的环境污染；

3．机械锯切开采法：使用圆盘锯石机、金刚石串珠锯石机、钢丝绳锯石机等大型机械设备对原岩、矿体进行锯切，达到石料的分离目的。此法的缺点是投资巨大、生产效率低、对场地的适应性较低。

因此，传统设备和工艺已不能适应石材行业的发展需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种投资少、生产效率高、资源利用率高、不污染环境、安全生产有保障的环保高压采石机及环保采石工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：环保高压采石机，它包括底座及机身、设置于底座及机身内的电机、超高压柱塞泵、调压阀总成、控制阀、高压分配器、高压支管和高压扩张器，电机的电机轴通过联轴器与超高压柱塞泵的泵轴连接，底座及机身上设有进水管口和回水管口，超高压柱塞泵的进水口通过管路与进水管口位于底座及机身内部的一端连通，超高压柱塞泵的回水口通过管路与回水管口位于底座及机身内部的一端连通，超高压柱塞泵的出水口与调压阀总成的进水口连通，调压阀总成上设有压力表，压力表的表盘安装于底座及机身上，调压阀总成的调节手柄位于底座及机身的外部，调压阀总成的出水口通过连接管A连接控制阀，控制阀通过连接管B连接高压分配器的入水口，高压分配器上设有多个出水口，出水口通过高压支管连接高压扩张器。

所述的底座及机身内还设有电控柜总成，电控柜总成包括控制器和控制面板，控制器通过线路与电机连接，电控柜总成的控制面板安装于底座及机身的侧壁上，控制面板上设置有电压表、电流表、累计计时器、指示灯和启、停按钮，累计计时器、指示灯和启、停按钮分别通过线路与控制器连接。

所述的底座及机身上还设置有风扇和进风口。

所述的连接管A包括高压硬管和高压软管，高压硬管的一端与调压阀总成的出水口连接，高压硬管的另一端安装于底座及机身上且高压硬管的此端伸出底座及机身，高压软管一端与高压硬管伸出底座及机身的一端连接，高压软管的另一端连接控制阀。

所述的控制阀为脚踏阀。

所述的高压扩张器包括折叠管和安装于折叠管两端的封头A和封头B，折叠管的管壁向折叠管内部弯折，折叠管的两端分别置于封头A和封头B的孔内并分别与封头A和封头B紧密连接，折叠管内部形成密闭空间；封头A上设有接头，接头与折叠管连通。

所述的折叠管是用高强度、高韧性钢管折叠而成。

采用环保高压采石机的环保采石工艺，它包括以下步骤：

S1、在矿体上钻孔；

S2、在钻好的孔眼内放置高压扩张器，进水管口与外部水源连通，打开控制阀，启动电机，由电机带动超高压柱塞泵工作，将流入超高压柱塞泵的水进行增压，通过调节调压阀总成调节水流压力，高压水流依次经控制阀、高压分配器，流入高压扩张器，扩大高压扩张器的容积，高压扩张器膨胀的定向作用力均匀地作用于矿体孔眼的孔壁上，使矿体定向开裂。

本发明具有以下优点：本发明用于各种大理石、花岗石等天然石材的矿床开采，将石材从原岩、矿体上剥离、分离、分割成符合要求的荒料或毛荒料。本发明创造性的将高压技术、材料变形技术应用于石材开采，是石材开采工艺的重大突破和深刻变革，将引领石材生产迈向清洁、环保、安全和可持续发展道路。本发明的优点在于：

1．环保，本发明采用的工作介质是水，工作过程是在水压静态状态下进行，不用炸药，不产生爆炸，无噪声污染、无粉尘污染、无碎石渣污染；

2．节能，环保高压采石机配用功率30Kw以下，劈裂岩石、矿体效率高，所用时间短，能耗低；

3．资源利用率高，环保高压采石机和环保高压采石工艺可按预设劈裂方向分离原岩和矿体，石材荒料尺寸精度高，不损伤荒料，不产生石渣，成材率高，提高石矿资源利用率20%以上；

4．采石生产效率高，环保高压采石机可在数秒钟之内将原岩、矿体劈裂分离，其生产效率是凿岩劈裂开采法、锯切开采法、凿岩爆裂开采法的十几倍至几十倍，大幅度降低了生产成本；

5．操作简单、安全可靠、劳动强度低，环保高压采石机机械化、自动化程度高，一台环保高压采石机可带动多台高压扩张器，操作简单，节约大量劳动力，降低了工人劳动强度，且环保高压采石机运行平稳，无爆炸危险，无震动、滑坡、塌方安全隐患；

6．投资少、生产准备周期短，本发明节省了采用传统工艺设备时安装轨道等大型设备及安全防护设施的投资和生产准备时间，投资少，见效快；

7．本发明的环保高压采石机体积小、重量轻，整机重量约500Kg，移动方便，能适应复杂环境和各种场地的采石作业。

附图说明

图1 为本发明的俯视结构示意图

图2 为本发明的主视结构示意图

图3 为本发明的底座及机身的左视结构示意图

图4 为本发明的高压扩张器的结构示意图

图5 为图4的A-A截面剖视图

图中，1-底座及机身，2-电机，3-超高压柱塞泵，4-调压阀总成，5-控制阀，6-高压分配器，7-高压支管，8-高压扩张器，9-进水管口，10-回水管口，11-压力表，12-调节手柄，13-连接管A，14-连接管B，15-电控柜总成，16-控制面板，17-电压表，18-电流表，19-累计计时器，20-指示灯，21-启、停按钮，22-风扇，23-进风口，24-高压硬管，25-高压软管，26-封头A，27-封头B，28-折叠管，29-矿体，30-安全阀总成，31-接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1、图2、图3所示，环保高压采石机，它包括底座及机身1、设置于底座及机身1内的电机2、超高压柱塞泵3、调压阀总成4、控制阀5、高压分配器6、高压支管7和高压扩张器8，电机2的电机轴通过联轴器与超高压柱塞泵3的泵轴连接，底座及机身1上设有进水管口9和回水管口10，超高压柱塞泵3的进水口通过管路与进水管口9位于底座及机身1内部的一端连通，超高压柱塞泵3的回水口通过管路与回水管口10位于底座及机身1内部的一端连通，超高压柱塞泵3的出水口与调压阀总成4的进水口连通，调压阀总成4上设有压力表11，压力表11的表盘安装于底座及机身1上，调压阀总成4的调节手柄12位于底座及机身1的外部，调压阀总成4的出水口通过连接管A13连接控制阀5，控制阀5通过连接管B14连接高压分配器6的入水口，高压分配器6上设有多个出水口，每个出水口均通过高压支管7连接一个高压扩张器8。调压阀总成4上还设有安全阀总成30。

所述的底座及机身1内还设有电控柜总成15，电控柜总成15包括控制器和控制面板16，控制器通过线路与电机2连接，电控柜总成15的控制面板16安装于底座及机身1的侧壁上，控制面板16上设置有电压表17、电流表18、累计计时器19、指示灯20和启、停按钮21，累计计时器19、指示灯20和启、停按钮21分别通过线路与控制器连接。

所述的底座及机身1上还设置有风扇22和进风口23。

所述的连接管A13包括高压硬管24和高压软管25，高压硬管24的一端与调压阀总成4的出水口连接，高压硬管24的另一端安装于底座及机身1上且高压硬管24的此端伸出底座及机身1，高压软管25一端与高压硬管24伸出底座及机身1的一端连接，高压软管25的另一端连接控制阀5。

所述的控制阀5为脚踏阀。

如图4、图5所示，所述的高压扩张器8包括折叠管28和安装于折叠管28两端的封头A26和封头B27，折叠管28的管壁向折叠管28内部弯折，折叠管28的两端分别置于封A26和封头B27的孔内并分别与封头A26和封头B27紧密连接，可用电焊将折叠管28的两端封闭，从而使折叠管28内部形成密闭空间；封头A26上设有接头31，接头31与折叠管28连通。

所述的折叠管28是用高强度、高韧性钢管折叠而成，具有较高的强度和优良的抗疲劳韧性，可回收复用。

采用环保高压采石机的环保采石工艺，它包括以下步骤：

S1、在矿体29上钻孔；

S2、在钻好的孔眼内放置高压扩张器8，进水管口9与外部水源连通，打开控制阀5，启动电机2，由电机2带动超高压柱塞泵3工作，将进入超高压柱塞泵3的水增压至80～150MPa，高压水流经调压阀、高压硬管24、高压软管25、脚踏阀、高压分配器6、高压支管7进入已置于矿体29预制孔中的高压扩张器8的折叠管28内，折叠管28在高压介质作用下向外变形、扩张、挤压孔壁，在每米长度的孔壁上产生400～800吨的径向扩张力，使原岩、矿体29分裂；高压扩张器8的长度和布置密度可根据矿体29特性而定，长度可达6m以上，任何特性的原岩、矿体29都能轻易分离，通过调节调压阀总成4调节水流压力。

操作人员可通过控制面板16了解采石机的电压、电流、工作状态及工作时间等信息，通过启、停按钮21可以控制采石机的启动和停止，通过压力表11可以读取高压水流的压力，通过调节调压阀总成4的调节手柄12可以调节高压水流的压力大小，设置于底座及机身1的侧壁上的进风口。 

Claims (4)

1.环保高压采石机，它包括底座及机身（1）、设置于底座及机身（1）内的电机（2）、超高压柱塞泵（3）、调压阀总成（4）、控制阀（5）、高压分配器（6）、高压支管（7）和高压扩张器（8），电机（2）的电机轴通过联轴器与超高压柱塞泵（3）的泵轴连接，底座及机身（1）上设有进水管口（9）和回水管口（10），超高压柱塞泵（3）的进水口通过管路与进水管口（9）位于底座及机身（1）内部的一端连通，超高压柱塞泵（3）的回水口通过管路与回水管口（10）位于底座及机身（1）内部的一端连通，超高压柱塞泵（3）的出水口与调压阀总成（4）的进水口连通，调压阀总成（4）上设有压力表（11），压力表（11）的表盘安装于底座及机身（1）上，调压阀总成（4）的调节手柄（12）位于底座及机身（1）的外部，调压阀总成（4）的出水口通过连接管A（13）连接控制阀（5），控制阀（5）通过连接管B（14）连接高压分配器（6）的入水口，高压分配器（6）上设有多个出水口，出水口通过高压支管（7）连接高压扩张器（8）；

其特征在于：所述的底座及机身（1）内还设有电控柜总成（15），电控柜总成（15）包括控制器和控制面板（16），控制器通过线路与电机（2）连接，电控柜总成（15）的控制面板（16）安装于底座及机身（1）的侧壁上，控制面板（16）上设置有电压表（17）、电流表（18）、累计计时器（19）、指示灯（20）和启、停按钮（21），累计计时器（19）、指示灯（20）和启、停按钮（21）分别通过线路与控制器连接；

所述的连接管A（13）包括高压硬管（24）和高压软管（25），高压硬管（24）的一端与调压阀总成（4）的出水口连接，高压硬管（24）的另一端安装于底座及机身（1）上且高压硬管（24）的此端伸出底座及机身（1），高压软管（25）一端与高压硬管（24）伸出底座及机身（1）的一端连接，高压软管（25）的另一端连接控制阀（5）；

所述的高压扩张器（8）包括折叠管（28）和安装于折叠管（28）两端的封头A（26）和封头B（27），折叠管（28）的管壁向折叠管（28）内部弯折，折叠管（28）的两端分别置于封头A（26）和封头B（27）的孔内并分别与封头A（26）和封头B（27）紧密连接，折叠管（28）内部形成密闭空间；封头A（26）上设有接头（31），接头（31）与折叠管（28）连通；

所述的环保高压采石机的使用方法，它包括以下步骤：

S1、在矿体（29）上钻孔；

S2、在钻好的孔眼内放置高压扩张器（8），进水管口（9）与外部水源连通，打开控制阀（5），启动电机（2），由电机（2）带动超高压柱塞泵（3）工作，将流入超高压柱塞泵（3）的水进行增压，通过调节调压阀总成（4）调节水流压力，高压水流依次经控制阀（5）、高压分配器（6），流入高压扩张器（8），扩大高压扩张器（8）的容积，高压扩张器（8）膨胀的定向作用力均匀地作用于矿体（29）孔眼的孔壁上，使矿体（29）定向开裂。

2.根据权利要求1所述的环保高压采石机，其特征在于：所述的底座及机身（1）上还设置有风扇（22）和进风口（23）。

3.根据权利要求1所述的环保高压采石机，其特征在于：所述的控制阀（5）为脚踏阀。

4.根据权利要求1所述的环保高压采石机，其特征在于：所述的折叠管（28）为钢管。

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