CN104564078A - 一种水切割开槽开采石材的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水切割开槽开采石材的装置，包括主机系统，所述主机系统包括分别位于前后两端的前混形式主机系统和后混形式主机系统，所述前混形式主机系统包括切割装置一，所述切割装置一为前混切割枪，所述前混切割枪连接有相匹配的动力机构一，所述后混形式主机系统包括切割装置二，所述切割装置二为后混切割枪，所述后混切割枪连接有相匹配的动力机构二。本发明的有益效果为：装置适应性广泛，可适用于所有类型矿山的开采工程，并且开采石材具有成材率高、综合成本低、切面平整且不会产生热量造成荒料表面变质、环保无粉尘、自动化程度高、分离式操控工人劳动强度低以及安全性高等特点，提高了装置的市场竞争力，有利于市场的推广与应用。

Description

一种水切割开槽开采石材的装置

技术领域

本发明涉及矿山石材开采技术，具体来说，涉及一种水切割开槽开采石材的装置。

背景技术

目前，我国现阶段矿山石材开采常见的有以下几种方法：机械锯切割开采法，劈裂开采法和爆破开采法。

其中，机械锯切割开采法用各种机械锯直接锯切岩石，使之从母岩上分离，所用机械锯包括有链锯、圆盘锯或圆环锯等几种；圆盘锯和钢丝绳锯主要用于回采方整的墙体材料，链锯和钢丝绳锯主要用于回采饰面石材，但是机械锯只适于回采硬度较低的大理岩、石灰岩、凝灰岩等沉积岩和变质岩类岩石；其中链锯和圆盘锯对硬结核适应能力较差，一般用于压强小于12kN/cm、石英含量不大于5％的岩石。

劈裂开采法是沿岩石构造面打进金属楔，或用凿岩机打楔眼，用油压劈裂机打楔，撑裂岩石，将一定体积的岩石从岩体上分离下来，再劈分成较小的规整荒料，操作难度较大。

另外，爆破开采法主要是用于岩石的分离工序，分离后用锯切法分解和修整岩石；爆破法分普通爆破、预裂爆破与无声爆破。普通爆破分离岩石的水平面积可从数百到两千平方米，效率高于劈裂开采法，但常发生岩石过度破碎和暗伤（显微裂纹），块材成品率只占爆破体积的25～35％，板材仅占5％，而且石材强度降低，严重时可降至原强度的一半，并且爆破开采法和劈裂开采法只适用于具有构造面的岩石。

由此可见，现在急需开发一种新的矿山开采技术，以增加矿山石材开采的选择性。

发明内容

本发明的目的是提供一种水切割开槽开采石材的装置，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种水切割开槽开采石材的装置，包括主机系统，所述主机系统包括分别位于前后两端的前混形式主机系统和后混形式主机系统，所述前混形式主机系统包括动力机构一，所述动力机构一连接有高压水泵，所述高压水泵的下端通过过滤器一连接有水箱一，所述水箱一上端并联连接有安全阀一和节流阀一，并且所述安全阀一和节流阀一与所述高压水泵和过滤器一相互并联，所述安全阀一和节流阀一的上端通过单向阀一连接有相互并联的单向阀二和节流阀二，所述单向阀二和节流阀二的上端连接有相匹配的磨料罐；所述节流阀二的右端连接有相匹配的前混切割枪；所述后混形式主机系统包括动力机构二，所述动力机构二连接有相匹配的水泵，所述水泵的下端通过过滤器二连接有水箱二，所述水箱二上端连接有与所述水泵和过滤器二相互并联的溢流阀一，所述溢流阀一和水泵的上端连接有增压器，所述增压器连接有相匹配的动力装置，所述增压器的右侧上下两端分别连接有蓄能器和安全阀二，所述蓄能器的右侧连接有相互并联的泄压阀和后混切割枪，所述后混切割枪的右侧依次通过节流阀二和储砂罐与所述溢流阀二相连接，所述溢流阀二上端通过截止阀连接有相匹配的气压源。

进一步的，还包括与所述主机系统相配合的辅助机构，所述辅助机构包括若干导轨支座，所述导轨支座上端设有相匹配的水平导轨和与所述水平导轨相垂直的竖直导轨，所述水平导轨和竖直导轨上设有相匹配的双向移动滑块，并且所述竖直导轨的下端连接有相匹配的切割枪摆杆。

进一步的，所述安全阀一和节流阀一的上端连接有压力表一。

进一步的，所述溢流阀一和水泵的上端连接有相匹配的压力表二。

进一步的，所述安全阀二和蓄能器之间并联连接有压力表三。

优选的，所述动力机构一包括以下至少之一：

电动机、汽油机、柴油机、液压站。

优选的，所述动力机构二包括以下至少之一：

电动机、汽油机、柴油机、液压站。

本发明的有益效果为：本装置适应性广泛，可适用于所有类型矿山的开采工程，并且开采石材具有成材率高、综合成本低、切面平整且不会产生热量造成荒料表面变质、环保无粉尘、自动化程度高、分离式操控工人劳动强度低以及安全性高等特点，提高了装置的市场竞争力，有利于市场的推广与应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的一种水切割开槽开采石材的装置的前混形式主机系统的系统原理示意图；

图2是根据本发明实施例所述的一种水切割开槽开采石材的装置的后混形式主机系统的系统原理示意图；

图3是根据本发明实施例所述的一种水切割开槽开采石材的装置的辅助机构的原理示意图。

图中：

1、前混形式主机系统；101、水箱一；102、过滤器一；103、动力机构一；104、高压水泵；105、安全阀一；106、节流阀一；107、压力表一；108、单向阀一；109、单向阀二；110、磨料罐；111、节流阀二；112、前混切割枪；2、后混形式主机系统；201、水箱二；202、过滤器二；203、动力机构二；204、水泵；205、溢流阀一；206、压力表二；207、动力装置；208、增压器；209、安全阀二；210、压力表三；211、蓄能器；212、泄压阀；213、后混切割枪；214、节流阀三；215、储砂罐；216、溢流阀二；217、截止阀；218、气压源；3、辅助机构；301、导轨支座；302、双向移动滑块；303、水平导轨；304、竖直导轨；305、切割枪摆杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，根据本发明实施例所述的一种水切割开槽开采石材的装置，包括主机系统，所述主机系统包括分别位于前后两端的前混形式主机系统1和后混形式主机系统2，所述前混形式主机系统1包括动力机构一103，所述动力机构一103连接有高压水泵104，所述高压水泵104的下端通过过滤器一102连接有水箱一101，所述水箱一101上端并联连接有安全阀一105和节流阀一106，并且所述安全阀一105和节流阀一106与所述高压水泵104和过滤器一102相互并联，所述安全阀一105和节流阀一106的上端通过单向阀一108连接有相互并联的单向阀二109和节流阀二111，所述单向阀二109和节流阀二111的上端连接有相匹配的磨料罐110；所述节流阀二111的右端连接有相匹配的前混切割枪112；所述后混形式主机系统2包括动力机构二203，所述动力机构二203连接有相匹配的水泵204，所述水泵204的下端通过过滤器二202连接有水箱二201，所述水箱二201上端连接有与所述水泵204和过滤器二202相互并联的溢流阀一205，所述溢流阀一205和水泵204的上端连接有增压器208，所述增压器208连接有相匹配的动力装置207，所述增压器208的右侧上下两端分别连接有蓄能器211和安全阀二209，所述蓄能器211的右侧连接有相互并联的泄压阀212和后混切割枪213，所述后混切割枪213的右侧依次通过节流阀二214和储砂罐215与所述溢流阀二216相连接，所述溢流阀二216上端通过截止阀217连接有相匹配的气压源218。

还包括与所述主机系统相配合的辅助机构3，所述辅助机构3包括若干导轨支座301，所述导轨支座301上端设有相匹配的水平导轨303和与所述水平导轨303相垂直的竖直导轨304，所述水平导轨303和竖直导轨304上设有相匹配的双向移动滑块302，并且所述竖直导轨304的下端连接有相匹配的切割枪摆杆305。

所述安全阀一105和节流阀一106的上端连接有压力表一107；所述溢流阀一205和水泵204的上端连接有相匹配的压力表二206；所述安全阀二209和蓄能器211之间并联连接有压力表三210。

所述动力机构一103包括以下至少之一：电动机、汽油机、柴油机、液压站；所述动力机构二203包括以下至少之一：电动机、汽油机、柴油机、液压站。

具体应用时，本发明中的水切割开槽开采石材的装置是利用高压水射流技术进行矿山石材开槽切割，适用于矿山开采、荒料切割。

如图1所示，所述前混形式主机系统1通过如下技术方案实现：所述高压水泵104由动力机构一103提供驱动力，从经过过滤器一102的水箱一101中吸水加压形成高压水；然后高压水流经磨料罐110处，与所述磨料罐110中的磨料混合，最终通过前混切割枪112形成高压磨料水射流，用于切割作业；对于所述前混形式主机系统1而言，在工作时，调节所述节流阀一106并观察压力表一107的示数，可以对系统工作压力大小进行调节，调节节流阀二111可以控制磨料的出砂量，从而控制高压磨料水射流中砂水的混合比；所述安全阀一105可以保护系统压力维持在工作压力范围以内，单向阀一108和单向阀二109用来防止高压水回流，有效的保证了系统工作的安全可靠性。

如图2所示，所述后混形式主机系统2通过如下技术方案实现：通过所述动力机构二203驱动所述水泵204从经过过滤器二202的水箱201中抽水形成低压水源，低压水源进入增压器208中，经加压后流入蓄能器211后将压力稳定，最终通过后混切割枪213处形成高速的高压水射流喷出，由气压源218提供动力经过截止阀217的控制，将所述储砂罐215中的磨料输送到后混切割枪213处，与高压水射流混合形成高压磨料水射流来进行切割；对于所述后混形式主机系统2，在工作过程中，通过调节节流阀三214的开启大小，可以控制磨料的供给量；所述增压器208可以为往复式增压器，也可以为直连高压水泵。工作停止后，开启系统中预先设置的泄压阀可以释放水射流系统内部压力，所述安全阀二209可以有效的控制系统的压力范围，所述泄压阀212用于工作停止后水射流系统内部压力的卸载，所述溢流阀一205和安全阀二209分别控制低压水源和高压水的压力范围，所述压力表二206和压力表三210分别指示低压水源与高压水的压力值。

如图3所示，另外，所述辅助机构3可满足切割作业沿水平方向行进同时切割枪往复或旋转运动，使切割痕迹形成一定宽度的槽，并使得切割枪摆杆305能够探入并沿竖直方向向下深入切割一定深度，直至完成满足荒料尺寸的开槽切割长度和深度；在具体工作时，将导轨支座301在合适位置固定，所述双向移动滑块302可沿水平竖直两导轨方向移动。所述切割枪摆杆305固定于竖直导轨304的一端，切割枪摆杆305可以往复或旋转运动，在切割作业沿水平导轨303方向行进过程中，所述切割枪摆杆305往复或旋转运动，使切割痕迹呈之字形并形成一定宽度的槽，能够将切割枪探入，沿竖直导轨304方向向下深入切割一定深度，直至能够完成满足荒料尺寸的开槽切割长度与深度。

在具体应用时，本装置可通过高压水射流纯水切割和高压磨料水射流切割两种方式实施；其中一种是在不使用磨料的情况下，直接利用从切割枪处喷出的高压水射流直接对被切割材料实施切割；另一种是在系统中添加磨料，在切割枪处形成高压磨料水射流用于切割，其中采用高压磨料水射流切割效率比高压水射流纯水切割效率高。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，具有装置适应性广泛，可适用于所有类型矿山的开采工程，并且开采石材具有成材率高、综合成本低、切面平整且不会产生热量造成荒料表面变质、环保无粉尘、自动化程度高、噪音小、分离式操控工人劳动强度低以及安全性高等特点，提高了装置的市场竞争力，有利于市场的推广与应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，包括主机系统，所述主机系统包括分别位于前后两端的前混形式主机系统（1）和后混形式主机系统（2），所述前混形式主机系统（1）包括动力机构一（103），所述动力机构一（103）连接有高压水泵（104），所述高压水泵（104）的下端通过过滤器一（102）连接有水箱一（101），所述水箱一（101）上端并联连接有安全阀一（105）和节流阀一（106），并且所述安全阀一（105）和节流阀一（106）与所述高压水泵（104）和过滤器一（102）相互并联，所述安全阀一（105）和节流阀一（106）的上端通过单向阀一（108）连接有相互并联的单向阀二（109）和节流阀二（111），所述单向阀二（109）和节流阀二（111）的上端连接有相匹配的磨料罐（110），所述节流阀二（111）的右端连接有相匹配的前混切割枪（112）；所述后混形式主机系统（2）包括动力机构二（203），所述动力机构二（203）连接有相匹配的水泵（204），所述水泵（204）的下端通过过滤器二（202）连接有水箱二（201），所述水箱二（201）上端连接有与所述水泵（204）和过滤器二（202）相互并联的溢流阀一（205），所述溢流阀一（205）和水泵（204）的上端连接有增压器（208），所述增压器（208）连接有相匹配的动力装置（207），所述增压器（208）的右侧上下两端分别连接有蓄能器（211）和安全阀二（209），所述蓄能器（211）的右侧连接有相互并联的泄压阀（212）和后混切割枪（213），所述后混切割枪（213）的右侧依次通过节流阀二（214）和储砂罐（215）与所述溢流阀二（216）相连接，所述溢流阀二（216）上端通过截止阀（217）连接有相匹配的气压源（218）。

2.根据权利要求1所述的水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，还包括与所述主机系统相配合的辅助机构（3），所述辅助机构（3）包括若干导轨支座（301），所述导轨支座（301）上端设有相匹配的水平导轨（303）和与所述水平导轨（303）相垂直的竖直导轨（304），所述水平导轨（303）和竖直导轨（304）上设有相匹配的双向移动滑块（302），并且所述竖直导轨（304）的下端连接有相匹配的切割枪摆杆（305）。

3.根据权利要求2所述的水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，所述安全阀一（105）和节流阀一（106）的上端连接有压力表一（107）。

4.根据权利要求3所述的水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，所述溢流阀一（205）和水泵（204）的上端连接有相匹配的压力表二（206）。

5.根据权利要求4所述的水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，所述安全阀二（209）和蓄能器（211）之间并联连接有压力表三（210）。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，所述动力机构一（103）包括以下至少之一：

电动机、汽油机、柴油机、液压站。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的水切割开槽开采石材的装置，其特征在于，所述动力机构二（203）包括以下至少之一：

电动机、汽油机、柴油机、液压站。