CN1687563A - 利用深井采矿用水势能驱动的矿山节能凿岩掘进方法 - Google Patents

Abstract

一种利用深井采矿用水势能驱动的矿山节能凿岩掘进方法，利用深部矿床开采中从地面引入的用于防尘降温及冲洗炮孔的天然水，由于地面与凿岩掘进工作面之间的天然落差势能而产生的流体压力能，通过压力控制设备及流量调节装置后去驱动凿岩机械等掘进机械设备工作，并通过废水回收处理装置将驱动凿岩机械等工作后的废水回收处理后用于降温防尘。本发明既能充分利用水的天然落差势能、极大地降低能量消耗、节约能源，降低生产成本，提高经济效益；又能提高工作效率，且安全环保。

Description

利用深井采矿用水势能驱动的矿山节能凿岩掘进方法

技术领域

本发明涉及深部矿产资源开发中一种节能凿岩掘进技术，尤其是充分利用大量的地面水到达矿井凿岩掘进工作面时产生的势能去驱动水压凿岩机等凿岩掘进设备的新方法。

背景技术

矿山凿岩掘进设备消耗了大量能源，是矿山开采的主要成本。目前矿山凿岩掘进设备主要驱动方法有三种：1、直接用电能驱动，效率较高，但由于电机转矩较小，这部分设备使用较少。2、压缩空气驱动。中国的绝大部分矿山的掘进设备使用气动凿岩机，每年生产气动凿岩机30多万台，全部采矿作业在用的气动凿岩机超过100万台。压缩空气泵站需要消耗大量空气，因而一般将其设置在地面上。由于矿床开采的深度不断加大，压缩空气输送管道越来越长，致使本身压力就不高的压缩空气到达掘进作业面时压力损失较大，从而导致气动凿岩机工作压力低、掘进速度慢、效率低、成本高。此外气动凿岩机工作时排气噪声高达120多分贝，机器震动大、工作面有气体润滑带来的油雾，严重影响矿山工人的身心健康。3、液压压力油驱动凿岩掘进设备。液压驱动可以采用高压、速度快、效率高、发达国家已普遍采用。中国自20多年前开始引进、消化、研制，但至今仍未能大规模推广，液压凿岩机械及液压综合掘进设备仅仅在大型、特大型矿山使用，而绝大部分矿山仍在使用气动凿岩机。究其原因，除了设备一次性投入较大外，运行成本高，操作使用及维护要求高，这与我国矿山的现实情况相差较远，其次，国产液压元件质量不高，经常发生泄露等事故，影响了其效率发挥，也污染了环境。在深部矿产资源开采中需要大量的水防尘降温及冲洗炮孔，在中国北方等干旱地区这些水大多是从地面引入，随着矿井开采深度越来越大，水的自然落差产生的水力势能也越来越大，但目前这些能量都被浪费，如能利用水力势能产生的压力来驱动水压凿岩机，则极大地降低能量消耗，降低生产成本，提高经济效益，且既有与液压凿岩机同样速度快、效率高、噪声低、工作面无油雾，又有气动凿岩机操作使用及维护方便的综合优势，而且无环境污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于本方法针对当前深部矿床开采中凿岩掘进设备能量消耗大、效率低、成本高，而大量从地面引入防尘降温及冲洗炮孔的水的巨大势能又被白白浪费的情况，提供一种充分利用深井采矿用水的落差势能驱动水压凿岩机、水压推进缸等作业机械、节约能源，提高效率、降低生产成本且安全环保的矿山节能凿岩掘进新方法。

本发明的技术方案是：利用深部矿床开采中从地面引入的用于防尘降温及冲洗炮孔的天然水，由于地面与凿岩掘进工作面之间的天然落差势能而产生的流体压力能，通过压力控制设备及流量调节装置后去驱动凿岩机械等掘进机械设备工作，并通过废水回收处理装置将废水回收处理后用于降温防尘。

本发明的优点在于既能充分利用水的天然落差势能、极大地降低能量消耗、节约能源，降低生产成本，提高经济效益；又能提高工作效率，且安全环保。以压力水驱动的水压凿岩机具有与液压凿岩机同样速度快、效率高、噪声低、工作面无油雾，又有气动凿岩机操作使用及维护方便的综合优势，并且无环境污染，节约了大量的水资源。

附图说明：

图1为本发明的流程原理示意图。

图2为水压凿岩机和推进缸连接关系示意图。

具体实施方式

本发明的具体步骤如下：如图1所示：

1、地面的天然水通过过滤设备1过滤，经开关2用压力管道3输送到凿岩掘进作业面相近的中央控制站4。

2、中央控制站4根据水压凿岩机7、推进缸8及炮孔冲洗控制装置13的要求用溢流阀、节流阀等压力、流量控制装置设备调节所需流体压力与流量。如管道压力损失过大或水的落差不大使压力不够时，启动辅助水泵14增压。中央控制站4内设置大容量的压力水箱5可满足水压凿岩机7、推进缸8及炮孔冲洗控制装置13同时作业所需要的流量。

3、通过高压管道将调节好的压力流体送至水压驱动的水压凿岩机7及推进缸8等作业机械。如图2所示，水压凿岩机7安装在推进缸8上，通过控制推进缸8左右腔的压力高低，使推进缸8前移或后退，带动水压凿岩机7向前凿岩或从凿岩形成的炮孔中退出。同时高压水驱动水压凿岩机7钻凿炮孔。

4、经过中央控制站4和炮孔冲洗控制设备13调节压力与流量后，压力水送入凿岩机钻凿的炮孔中冲洗泡孔。

5、凿岩机等设备工作后的废水通过废水回收处理装置10的回收水箱9回收处理后，用低压水泵11输送到采矿场降温降尘设备12喷淋矿石、原煤或采场防尘降温。压力与流量由压力与流量控制装置6调节。

Claims (2)

1、一种利用深井采矿用水势能驱动的矿山节能凿岩掘进方法，其特征在于：该方法是利用深部矿床开采中从地面引入的用于防尘降温及冲洗炮孔的天然水，由于地面与凿岩掘进工作面之间的天然落差势能而产生的流体压力能，通过压力控制设备及流量调节装置去驱动凿岩机械等掘进机械设备工作，并通过废水回收处理装置将驱动凿岩机械等工作后的废水回收处理后用于降温防尘。

2、据权利要求1所述的利用深井采矿用水势能驱动的矿山节能凿岩掘进方法，具体步骤为：

1)地面的天然水通过过滤设备(1)过滤，然后用压力管道(3)输送到凿岩掘进作业面附近的中央控制站(4)；

2)中央控制站(4)根据水压凿岩机(7)、推进缸(8)和炮孔冲洗控制装置(13)的要求用溢流阀、节流阀等设备调节所需流体压力与流量，如管道压力损失过大或水的落差不大使压力不够时，启动辅助水泵(14)增压，中央控制站(4)内设置大容量的压力水箱(5)可满足水压凿岩机(7)、推进缸(8)及炮孔冲洗控制装置(13)同时作业所需要的流量；

3)、通过高压管道将调节好的压力流体送至水压驱动的水压凿岩机(7)、推进缸(8)作业机械，水压凿岩机(7)安装在推进缸(8)上，通过控制推进缸(8)左右腔的压力高低，使推进缸(8)前移或后退，带动水压凿岩机(7)向前凿岩或从炮孔中后退；

4)、经过中央控制站(4)和炮孔冲洗控制装置(13)调节压力与流量后，压力水送入凿岩机钻凿的炮孔中冲洗泡孔；

5)、凿岩机等设备工作后的废水通过废水回收处理装置(10)的回收水箱(9)回收处理后，用低压水泵(11)输送到采矿场降温降尘设备(12)喷淋矿石、原煤或采场防尘降温，压力与流量由压力与流量控制装置(6)调节。

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