CN114837665B - 一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置及方法，包括开采外壳、地面卡扣螺栓、漏斗组件、矿石输送带和精密钻孔置药组件，其精密调节座能够通过角度微调螺扣进行角度微调，使单次置药钻头能够稳定垂直于矿石底面，而单次置药钻头的顶端内部填充炸药，并在浅孔打孔时直接嵌于浅孔中，爆破后矿石连通单次置药钻头均落入至漏斗组件中，经由开采外壳内组合式筛板的筛选后，成功筛出的矿石部分则通过矿石输送带送出，其中单次置药钻头的规格尺寸相同，使完成打孔的浅孔部位尺寸均相同，防止打孔过程中矿石内部稳定性被破坏，防止由于浅孔尺寸变化而造成的矿石大面积崩落，同时将矿石开采功能整合一体，有效降低设备的能源消耗。

Description

一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置及方法

技术领域

本发明涉及高端精密矿石开采技术领域，特别涉及一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置及方法。

背景技术

空场采矿法适用于矿岩中等以上稳固、矿岩接触面较明显、形态较稳定的矿体，其特点是将矿体沿走向划分成矿房和矿柱，分两步骤回采，矿房回采时，采空区顶板主要依靠矿岩自身的稳固性和矿柱来支撑，矿房回采完毕后，有计划地回采矿柱或不采矿柱，并及时处理采空区，而由于矿区内矿石的不稳定性，在进行矿石底面的打孔位置选定及炸药填充量的要求较为精确，使得空场采矿设备的精密度要求较高，其设备的高端性能及精密性能均处于行业前列，且由于矿石开采的需求设备较多，其能源消耗较高。

专利号为CN201910453376.0提供了一种缓倾斜中厚矿体下向分层空场开采方法，由阶段运输巷在底柱中掘进进风行人天井，沿矿体与上盘围岩接触带带掘进切顶巷道至顶柱；切顶巷道的上缘与矿体与上盘围岩接触带带重合；在顶柱内掘进回风行人天井与上一阶段运输巷连通；在切顶巷道内钻凿水平炮孔并爆破最上一分层矿体，崩落矿石利用电耙耙运至溜井；在最上一分层采空区内，安装上盘护顶锚杆；完成护顶工作后，采用由上向下逐层落矿方式，人由上一阶段运输巷经回风行人天井进入采场，采用逆倾斜推进方式，钻凿下向炮孔爆破崩落分层矿体，崩落矿石并利用电耙耙运至溜井。

而上述专利存在以下问题：

1、在实际对矿底面进行浅孔打孔时，由于打孔设备的尺寸不规范，容易造成完成的浅孔内深度不一，在开采爆破后，容易影响矿石的内部结构的稳定性，从而造成矿顶的塌陷；

2、浅孔打孔与炸药填充为分别进行，在填充炸药的过程中，容易导致浅孔的尺寸发生变化，从而在爆破时出现误差，进而导致矿区矿石内出现裂纹而造成矿石大面积崩落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置及方法，通过角度微调螺扣控制精密调节座的角度，使精密调节座与矿石底部平面角度平行，向单次置药钻头的顶部的内嵌口中填充微量爆破用炸药，并启动钻孔电机，从矿石的底面向内部钻孔，当钻孔深度达到预期位置后，断开单次置药钻头与钻孔电机的连接，并利用液压驱动组件将外升降杆下降，并使精密调节座远离矿石部分，引爆微量爆破用炸药，将底面矿石炸碎后，使碎矿石连通单次置药钻头向下掉落至漏斗组件中，碎矿石经过漏斗组件中的导向漏斗导向至开采外壳中的组合式筛板中，利用组合式筛板筛出单次置药钻头和大块碎石，符合筛选要求的矿石则通过组合式筛板向下掉落至矿石输送带并向外输送，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置，包括开采外壳、地面卡扣螺栓、漏斗组件、矿石输送带和精密钻孔置药组件，所述开采外壳的左右两端下侧安装地面卡扣螺栓，所述开采外壳的顶端安装漏斗组件，所述开采外壳的内部底端安装矿石输送带，所述开采外壳的前后两侧分别安装精密钻孔置药组件。

优选的，所述开采外壳包括固定底板、组装外壳、泵底座、振动泵、振动弹簧、筛板卡套、筛板外框、组合式筛板、连接螺栓、输送开口和组装螺纹孔，所述固定底板的上侧设有组装外壳，所述组装外壳的左右两端外侧分别设有泵底座，所述泵底座内安装振动泵，所述泵底座底侧的组装外壳内安装振动弹簧，所述振动弹簧的末端设有筛板卡套，所述筛板卡套通过连接螺栓固定安装筛板外框，所述筛板外框内安装组合式筛板，所述组装外壳的左右两侧下端分别设有输送开口，所述组装外壳的前后两侧中心处分别设有组装螺纹孔。

优选的，所述组合式筛板包括外卡扣板、卡嵌套、折板卡扣和分层筛板，所述外卡扣板的下侧设有卡嵌套，所述卡嵌套的内壁上设有折板卡扣，所述折板卡扣内安装分层筛板。

优选的，所述漏斗组件包括承接外壳、内嵌外壳、漏斗底座板、支撑弹簧、弹簧板、外承接框和导向漏斗，所述承接外壳的下侧设有内嵌外壳，所述内嵌外壳的内壁上设有漏斗底座板，所述漏斗底座板的内部设有支撑弹簧，所述支撑弹簧的末端设有弹簧板，所述弹簧板上放置外承接框，所述外承接框的下侧设有导向漏斗。

优选的，所述精密钻孔置药组件包括外套底杆、螺纹卡嵌杆、液压驱动组件、液压升降杆、外升降杆、角度微调螺扣、精密调节座、限位板、滑动套、定位螺栓、电机底座、钻孔电机和单次置药钻头，所述外套底杆的底端侧面设有螺纹卡嵌杆，所述外套底杆的内部底端设有液压驱动组件，所述液压驱动组件的上侧安装液压升降杆，所述液压升降杆的末端安装外升降杆，所述外升降杆的末端安装角度微调螺扣，所述角度微调螺扣内安装精密调节座，所述精密调节座的左右两端分别设有限位板，所述精密调节座上安装滑动套，所述滑动套的底部安装定位螺栓，所述滑动套的上方设有电机底座，所述电机底座内安装钻孔电机，所述钻孔电机上安装单次置药钻头。

优选的，所述螺纹卡嵌杆嵌套安装于组装螺纹孔的内部。

优选的，所述定位螺栓贯穿滑动套并嵌套安装于精密调节座底面的嵌孔中。

本发明提供另一种技术方案：一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：根据矿区内分层空场内部顶端的矿石底部平面角度，通过角度微调螺扣控制精密调节座的角度，使精密调节座与矿石底部平面角度平行；

步骤二：向单次置药钻头的顶部的内嵌口中填充微量爆破用炸药，并启动钻孔电机，从矿石的底面向内部钻孔；

步骤三：当钻孔深度达到预期位置后，断开单次置药钻头与钻孔电机的连接，并利用液压驱动组件将外升降杆及角度微调螺扣收纳于外套底杆中，使精密调节座远离矿石部分；

步骤四：引爆微量爆破用炸药，将底面矿石炸碎后，使碎矿石连通单次置药钻头向下掉落至漏斗组件中；

步骤五：碎矿石经过漏斗组件中的导向漏斗导向至开采外壳中的组合式筛板中，利用组合式筛板筛出单次置药钻头和大块碎石，符合筛选要求的矿石则通过组合式筛板向下掉落至矿石输送带并向外输送。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提出的一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置及方法，现有技术中，在实际对矿底面进行浅孔打孔时，由于打孔设备的尺寸不规范，容易造成完成的浅孔内深度不一，在开采爆破后，容易影响矿石的内部结构的稳定性，从而造成矿顶的塌陷，本发明中精密调节座能够通过角度微调螺扣进行角度微调，使其能够与矿区的矿石底部平面平行，使单次置药钻头能够稳定垂直于矿石底面，其精密度较高，有效防止打孔过程中矿石内部稳定性被破坏；

2、本发明提出的一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置及方法，现有技术中，浅孔打孔与炸药填充为分别进行，在填充炸药的过程中，容易导致浅孔的尺寸发生变化，从而在爆破时出现误差，进而导致矿区矿石内出现裂纹而造成矿石大面积崩落，本发明中单次置药钻头的顶端内部填充炸药，并在浅孔打孔时直接嵌于浅孔中，在爆破完成后，矿石连通单次置药钻头均落入至漏斗组件中，并经过导向漏斗的导向，再经由开采外壳内组合式筛板的筛选后，成功筛出的矿石部分则通过矿石输送带送出，而大块碎石与单次置药钻头则被组合式筛板筛出，防止由于浅孔尺寸变化而造成的矿石大面积崩落，同时将矿石开采功能整合一体，有效降低设备的能源消耗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视结构示意图；

图3为本发明的开采外壳的剖视结构示意图；

图4为本发明的组合式筛板的剖视结构示意图；

图5为本发明的漏斗组件的剖视结构示意图；

图6为本发明的漏斗组件的A处的放大结构示意图；

图7为本发明的精密钻孔置药组件的结构示意图；

图8为本发明的精密钻孔置药组件的侧面局部剖视结构示意图。

图中：1、开采外壳；101、固定底板；102、组装外壳；103、泵底座；104、振动泵；105、振动弹簧；106、筛板卡套；107、筛板外框；108、组合式筛板；1081、外卡扣板；1082、卡嵌套；1083、折板卡扣；1084、分层筛板；109、连接螺栓；1010、输送开口；1011、组装螺纹孔；2、地面卡扣螺栓；3、漏斗组件；31、承接外壳；32、内嵌外壳；33、漏斗底座板；34、支撑弹簧；35、弹簧板；36、外承接框；37、导向漏斗；4、矿石输送带；5、精密钻孔置药组件；51、外套底杆；52、螺纹卡嵌杆；53、液压驱动组件；54、液压升降杆；55、外升降杆；56、角度微调螺扣；57、精密调节座；58、限位板；59、滑动套；510、定位螺栓；511、电机底座；512、钻孔电机；513、单次置药钻头。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置，包括开采外壳1、地面卡扣螺栓2、漏斗组件3、矿石输送带4和精密钻孔置药组件5，开采外壳1的左右两端下侧安装地面卡扣螺栓2，开采外壳1的顶端安装漏斗组件3，开采外壳1的内部底端安装矿石输送带4，开采外壳1的前后两侧分别安装精密钻孔置药组件5。

请参阅图3，开采外壳1包括固定底板101、组装外壳102、泵底座103、振动泵104、振动弹簧105、筛板卡套106、筛板外框107、组合式筛板108、连接螺栓109、输送开口1010和组装螺纹孔1011，固定底板101的上侧设有组装外壳102，组装外壳102的左右两端外侧分别设有泵底座103，泵底座103内安装振动泵104，泵底座103底侧的组装外壳102内安装振动弹簧105，振动弹簧105的末端设有筛板卡套106，筛板卡套106通过连接螺栓109固定安装筛板外框107，筛板外框107内安装组合式筛板108，组装外壳102的左右两侧下端分别设有输送开口1010，组装外壳102的前后两侧中心处分别设有组装螺纹孔1011。

请参阅图4，组合式筛板108包括外卡扣板1081、卡嵌套1082、折板卡扣1083和分层筛板1084，外卡扣板1081的下侧设有卡嵌套1082，卡嵌套1082的内壁上设有折板卡扣1083，折板卡扣1083内安装分层筛板1084。

请参阅图5-图6，漏斗组件3包括承接外壳31、内嵌外壳32、漏斗底座板33、支撑弹簧34、弹簧板35、外承接框36和导向漏斗37，承接外壳31的下侧设有内嵌外壳32，内嵌外壳32的内壁上设有漏斗底座板33，漏斗底座板33的内部设有支撑弹簧34，支撑弹簧34的末端设有弹簧板35，弹簧板35上放置外承接框36，外承接框36的下侧设有导向漏斗37。

请参阅图7-图8，精密钻孔置药组件5包括外套底杆51、螺纹卡嵌杆52、液压驱动组件53、液压升降杆54、外升降杆55、角度微调螺扣56、精密调节座57、限位板58、滑动套59、定位螺栓510、电机底座511、钻孔电机512和单次置药钻头513，外套底杆51的底端侧面设有螺纹卡嵌杆52，螺纹卡嵌杆52嵌套安装于组装螺纹孔1011的内部，外套底杆51的内部底端设有液压驱动组件53，液压驱动组件53的上侧安装液压升降杆54，液压升降杆54的末端安装外升降杆55，外升降杆55的末端安装角度微调螺扣56，角度微调螺扣56内安装精密调节座57，精密调节座57的左右两端分别设有限位板58，精密调节座57上安装滑动套59，滑动套59的底部安装定位螺栓510，定位螺栓510贯穿滑动套59并嵌套安装于精密调节座57底面的嵌孔中，滑动套59的上方设有电机底座511，电机底座511内安装钻孔电机512，钻孔电机512上安装单次置药钻头513。

为了更好的展现缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置的实施流程，本实施例现提出一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置的实施方法，包括如下步骤：

步骤一：根据矿区内分层空场内部顶端的矿石底部平面角度，通过角度微调螺扣56控制精密调节座57的角度，使精密调节座57与矿石底部平面角度平行；

步骤二：向单次置药钻头513的顶部的内嵌口中填充微量爆破用炸药，并启动钻孔电机512，从矿石的底面向内部钻孔；

步骤三：当钻孔深度达到预期位置后，断开单次置药钻头513与钻孔电机512的连接，并利用液压驱动组件53将外升降杆55及角度微调螺扣56收纳于外套底杆51中，使精密调节座57远离矿石部分；

步骤四：引爆微量爆破用炸药，将底面矿石炸碎后，使碎矿石连通单次置药钻头513向下掉落至漏斗组件3中；

步骤五：碎矿石经过漏斗组件3中的导向漏斗37导向至开采外壳1中的组合式筛板108中，利用组合式筛板108筛出单次置药钻头513和大块碎石，符合筛选要求的矿石则通过组合式筛板108向下掉落至矿石输送带4并向外输送。

综上所述：本发明缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置及方法，其精密调节座57能够通过角度微调螺扣56进行角度微调，使其能够与矿区的矿石底部平面平行，使单次置药钻头513能够稳定垂直于矿石底面，而单次置药钻头513的顶端内部填充炸药，并在浅孔打孔时直接嵌于浅孔中，在爆破完成后，矿石连通单次置药钻头513均落入至漏斗组件3中，并经过导向漏斗37的导向，再经由开采外壳1内组合式筛板108的筛选后，成功筛出的矿石部分则通过矿石输送带4送出，而大块碎石与单次置药钻头513则被组合式筛板108筛出，本发明结构完整合理，单次置药钻头513的规格尺寸相同，使完成打孔的浅孔部位尺寸均相同，防止打孔过程中矿石内部稳定性被破坏，同时将炸药填充与打孔步骤合并，防止由于浅孔尺寸变化而造成的矿石大面积崩落，同时将矿石开采功能整合一体，有效降低设备的能源消耗。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置，包括开采外壳（1）、地面卡扣螺栓（2）、漏斗组件（3）、矿石输送带（4）和精密钻孔置药组件（5），其特征在于：所述开采外壳（1）的左右两端下侧安装地面卡扣螺栓（2），所述开采外壳（1）的顶端安装漏斗组件（3），所述开采外壳（1）的内部底端安装矿石输送带（4），所述开采外壳（1）的前后两侧分别安装精密钻孔置药组件（5）；所述开采外壳（1）包括固定底板（101）、组装外壳（102）、泵底座（103）、振动泵（104）、振动弹簧（105）、筛板卡套（106）、筛板外框（107）、组合式筛板（108）、连接螺栓（109）、输送开口（1010）和组装螺纹孔（1011），所述固定底板（101）的上侧设有组装外壳（102），所述组装外壳（102）的左右两端外侧分别设有泵底座（103），所述泵底座（103）内安装振动泵（104），所述泵底座（103）底侧的组装外壳（102）内安装振动弹簧（105），所述振动弹簧（105）的末端设有筛板卡套（106），所述筛板卡套（106）通过连接螺栓（109）固定安装筛板外框（107），所述筛板外框（107）内安装组合式筛板（108），所述组装外壳（102）的左右两侧下端分别设有输送开口（1010），所述组装外壳（102）的前后两侧中心处分别设有组装螺纹孔（1011）；所述组合式筛板（108）包括外卡扣板（1081）、卡嵌套（1082）、折板卡扣（1083）和分层筛板（1084），所述外卡扣板（1081）的下侧设有卡嵌套（1082），所述卡嵌套（1082）的内壁上设有折板卡扣（1083），所述折板卡扣（1083）内安装分层筛板（1084）；所述漏斗组件（3）包括承接外壳（31）、内嵌外壳（32）、漏斗底座板（33）、支撑弹簧（34）、弹簧板（35）、外承接框（36）和导向漏斗（37），所述承接外壳（31）的下侧设有内嵌外壳（32），所述内嵌外壳（32）的内壁上设有漏斗底座板（33），所述漏斗底座板（33）的内部设有支撑弹簧（34），所述支撑弹簧（34）的末端设有弹簧板（35），所述弹簧板（35）上放置外承接框（36），所述外承接框（36）的下侧设有导向漏斗（37）；所述精密钻孔置药组件（5）包括外套底杆（51）、螺纹卡嵌杆（52）、液压驱动组件（53）、液压升降杆（54）、外升降杆（55）、角度微调螺扣（56）、精密调节座（57）、限位板（58）、滑动套（59）、定位螺栓（510）、电机底座（511）、钻孔电机（512）和单次置药钻头（513），所述外套底杆（51）的底端侧面设有螺纹卡嵌杆（52），所述外套底杆（51）的内部底端设有液压驱动组件（53），所述液压驱动组件（53）的上侧安装液压升降杆（54），所述液压升降杆（54）的末端安装外升降杆（55），所述外升降杆（55）的末端安装角度微调螺扣（56），所述角度微调螺扣（56）内安装精密调节座（57），所述精密调节座（57）的左右两端分别设有限位板（58），所述精密调节座（57）上安装滑动套（59），所述滑动套（59）的底部安装定位螺栓（510），所述滑动套（59）的上方设有电机底座（511），所述电机底座（511）内安装钻孔电机（512），所述钻孔电机（512）上安装单次置药钻头（513）。

2.如权利要求1所述的一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置，其特征在于：所述螺纹卡嵌杆（52）嵌套安装于组装螺纹孔（1011）的内部。

3.如权利要求1所述的一种缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置，其特征在于：所述定位螺栓（510）贯穿滑动套（59）并嵌套安装于精密调节座（57）底面的嵌孔中。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的缓倾斜中厚矿体上向分层空场智能开采装置的实施 方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：根据矿区内分层空场内部顶端的矿石底部平面角度，通过角度微调螺扣（56）控制精密调节座（57）的角度，使精密调节座（57）与矿石底部平面角度平行；

S2：向单次置药钻头（513）的顶部的内嵌口中填充微量爆破用炸药，并启动钻孔电机（512），从矿石的底面向内部钻孔；

S3：当钻孔深度达到预期位置后，断开单次置药钻头（513）与钻孔电机（512）的连接，并利用液压驱动组件（53）将外升降杆（55）及角度微调螺扣（56）收纳于外套底杆（51）中，使精密调节座（57）远离矿石部分；

S4：引爆微量爆破用炸药，将底面矿石炸碎后，使碎矿石连通单次置药钻头（513）向下掉落至漏斗组件（3）中；

S5：碎矿石经过漏斗组件（3）中的导向漏斗（37）导向至开采外壳（1）中的组合式筛板（108）中，利用组合式筛板（108）筛出单次置药钻头（513）和大块碎石，符合筛选要求的矿石则通过组合式筛板（108）向下掉落至矿石输送带（4）并向外输送。

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