专利名称：简便水力采矿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及采矿机械制造领域，特别是简便水力采矿装置。
背景技术：
现有的掘进机、采矿机，结构复杂、价格昂贵，单位能耗大，就某 些岩石类采矿要求而言，采掘的块度也较小，如用爆破开采，所产生的 粉尘和松顶易产生众多事故隐患，且对不可再生的矿山资源破坏严重， 在矿山开采方面还欠缺较理想的机械设备。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种环保、节能、体积小、重量轻、成本 低、功效高的简便水力采矿装置，它不仅切割的块度大，安全可靠，还 能使操作者的劳动强度和工作环境得到改善。
本实用新型的技术方案是，设计一种简便水力釆矿装置，其特征是 它至少包括有水力割刀运动机构、水砂混输管汇、高压水泵机组、前混 式磨料连续加混装置、动力监控系统、废水回收处理系统、自行平板车 和简易撑断矿石工具；高压水泵机组、前混式磨料连续加混装置、控制 操作台、废水回收处理系统固定于自行平板车上形成主体；水力割刀运 动机构通过水砂混输管汇与主体连接；高压水泵机组与水砂混输管汇连 接，前混式磨料连续加混装置的溢水通过排水管进入废水回收处理系统 的水箱。
所述的水力割刀运动机构由水力割刀组和运动架两部分通过销轴连 接组成，其中水力割刀组包括"三通"刀架、水力割刀、滑动供液接头、 花管；运动架包括水平移动吊臂、水平移动架、旋转装置、销轴;"三通" 刀架有两个出口和一个入口，其中两个出口分别与水力割刀连接， 一个 入口与滑动供液接头连通，并与花管连接成刚体，花管通过销轴与旋转 装置连接，旋转装置通过轴承与滑块固定连接，滑块两侧镶嵌在水平移 动吊臂的竖直滑道上，水平移动吊臂通过滑轮与水平移动架的滑道滑动 连接。
所述的前混式磨料连续加混装置包括水砂混输管汇、混砂罐、注 水阀、调节阀、排泄阀、异型控制阀、排水管、输砂螺旋、砂箱、混砂 螺旋；水砂混输管汇有两个支路，其中一个支路连接有排泄阀、另一个 支路依次连接有调节阀和注水阀，调节阀与注水阀之间有高压注水口， 混砂罐两端分别有上通孔和下通孔，其中一端上通孔通过异型控制阀与lr砂螺旋顶部连接、下通孔连接有混砂螺旋，另一端上通孔通过注水阀 与水砂混输管汇连通、下通孔通过排泄阀与水砂混输管汇连通，输砂螺 旋呈倾斜状，其底部置于砂箱内。
所述的动力监控系统包括控制操作台、液压泵、电动机；控制操 作台与液压泵和电动机电连接，液压泵通过传动机构分别与水力割刀运
动机构中的移动装置和旋转装置连接，以及lr砂螺旋和混砂螺旋轴连接。
所述的废水回收处理系统包括带初级水处理器的潜水泵、输水软 管、二级水处理器、水箱、三级水处理器；带初级水处理器的潜水泵通 过输水软管与二级水处理器连接，二级水处理器套接于水箱的顶部，二 级水处理器侧壁上有无数渗水微孔，水箱内侧壁下方接有三级水处理器， 三级水处理器的出水口接高压机泵组的储水柜，带初级水处理器的潜水 泵置于^K集储坑内。
所述的简易撑断矿石工具包括柱塞、撑板和壳体；柱塞的两端对 称连有撑板，每组柱塞内均轴向对称布置有两个相同的柱塞，两柱塞间 留有间隙，且与液压腔连通，壳体有注液口给液腔注压力液。
本实用新型的特点是前混式磨料连续加混装置4将磨料连续加混 于高压水泵机组3泵送的高压水中，经水砂混输管汇U供给水力割刀， 形成高压含磨料水射流，水力割刀运动机构1通过远程操控动力监控系 统驱动水力割刀实现水平、竖直及旋转运动，实现在安全距离内将整个 采掘面上的矿石切割成若干相对规则的几何区域独立块10,再用简易撑 断矿石工具8将几何区域的独立块IO矿石撑断落地、运出；废水回收处 理系统6，可使工作废水得到净化并循环用于水力采矿机中，避免了水 资源的浪费。这种简便水力采矿装置，可以是多个水力割刀运动机构1 与一个主体配合使用，当一个采掘面切割结束后，停止对该作业面的含 砂水供应，而与另一个采掘面供给，继续实施新采掘面的切割，几个采 掘面的切割与撑断作业交替进行，互不影响。
下面结合实施例附图对本实用新型做进一步说明。
图1是简便水力采矿装置结构示意图。
图2是实施例水力割刀运动机构1的结构示意图。
图3是实施例水力割刀运动机构1中运动架的结构示意图。
图4是实施例前混式磨料连续加混装置4的结构示意图。
图5是实施例单独一套磨料连续加混装置4的结构示意图。
图6是实施例废水回收处理系统6的结构示意图。
图7是实施例简易撑断矿石工具8的结构示意图。图8是实施例简易撑断矿石工具8使用方法示意图。
图l中1、水力割刀运动机构；2、水砂混输管汇；3、高压水泵机
组；4、前混式磨料连续加混装置；5、控制操作台；6、废水回收处理系
统；7、自行平板车；11、高压水输送管汇；
图2、图3中Kl、"三通"刀架；1-2、水力割刀；1-3、滑动供液
接头；14、花管；1-5、水平移动吊臂；K水平移动架；1-7、旋转装
置；1-8、销轴；
图4中.-5-1、前压差调节阀；5-2、前排泄阀；5-3、前注水阀；5 4、 前混砂罐；5-5、前控制阀；54、前排水管；5-7、输砂螺旋；5-8、砂箱; 5-9、前混砂螺旋；5-10、前调节阀；
44、后压差调节阀；冬2、后排泄阀；4-3、后注水阀；44、后混砂 罐；4~5、后控制阀；44、后排水管；4-9、后混砂螺旋；4-10、后调节 阀；11、高压水输送管汇；
图5中5-1、前压差调节阀；5-2、前排泄阀；5-3、前注水阀；54、 前混砂罐；5-5、前控制阀；前排水管；5-7、输砂螺旋；5-8、砂箱; 5-9、前混砂螺旋；11、高压水输送管汇；
图6中6^1、带初级水处理器的潜水泵；6-2、输水软管；6-3、 二 级水处理器；"、水箱；6-5、三级水处理器；
图7中8-1、撑板；8-2、柱塞；8-3、壳体；84、注液口；
图8中8、简易撑断矿石工具；9、空腔；10、独立块。
具体实施方式
实施例如图1所示，简便水力采矿装置是由水力割刀运动机构1、 水砂混输管汇2、高压水泵机组3、前混式磨料连续加混装置4、动力监 控系统(控制操作台5)、废水回收处理系统6和自行平板车7和简易撑 断矿石工具8组成；它的自行平板车7上固定有高压水泵机组3、控制 操作台5、废水回收处理系统6,前混式磨料连续加混装置4通过支撑 架与自行平板车7固定连接，自行平板车7与其上的前混式磨料连续加 混装置4、高压水泵机组3、控制操作台5、废水回收处理系统6构成采 矿机主体，便于矿场运移；水力割刀运动机构1通过水砂混输管汇2与 前混式磨料混输装置4连接，高压水泵机组3与水砂混输管汇2连接， 前混式磨料连续加混装置4的溢水通过排水管进入废水回收处理系统6 的水箱。
动力监控系统包括控制操作台5、液压泵、电动机；控制操作台5 与液压泵和电动机电连接，液压泵通过传动机构分别与水力割刀运动机 构1中的移动装置和旋转装置连接，以及输砂螺旋5-7和混砂螺旋5-9 轴连接。本实施例的前混式磨料连续加混装置4将磨料连续加混于高压水泵 机组3泵送的高压水中，经水砂混输管汇11供给水力割刀，形成高压含 磨料水射流，水力割刀运动机构1通过远程操控动力监控系统可驱动水 力割刀，实现水平、竖直及旋转运动，实现在安全距离内将整个采掘面 上的矿石切割成若干相对规则的几何区域独立块10,再用简易撑断矿石 工具8将几何区域的独立块10矿石撑断落地、运出；废水回收处理系统 6可使工作废水得到净化并循环用于水力采矿机中，避免了水资源的浪
下面分别对本实施例中的各个机构实施方式做进一歩说明。 实施例如图2、图3所示，图2是水力割刀运动机构1的结构示意 图，它是由水力割刀组和运动架两部分通过销轴l-8连接组成的，其中 水力割刀组包括三通"刀架1-1、水力割刀1-2、滑动供液接头1-3、花 管1~4;运动架如图3所示，它包括水平移动吊臂1-5、水平移动架14、 旋转装置1-7、销轴1-8;"三通"刀架1-1有两个出口和一个入口，其中 两个出口分别与水力割刀1-2连接， 一个入口中间连管与滑动供液接头 1-3连通，并与花管14连接成刚体，花管14通过销轴1-8与旋转装置 l-7连接，旋转装置1-7通过轴承与滑块固定连接，滑块两侧镶嵌在水平 移动吊臂1-5的竖直滑槽中，m^通过竖直牵引索线与竖直驱动液压马 达连接，可使滑块连同旋转装置1-7在水平移动吊臂1-5的竖直滑槽中上 下运动水平移动吊臂1-5通过水平牵引索线与水平驱动液压马达固定 于水平移动架1^6上，可使水平移动吊臂1-5连同滑块及旋转装置1-7在 水平移动架上左右移动；当操纵操作面板5时，销轴1-8带动水力割刀 组可实现水平、竖直及旋转运动，通过水力割刀1-2将整个采掘面上的 矿石切割成若干个方或弧形的独立块10。
实施例如图4所示，它可以有多个混砂罐，图5所示是单独一套混 砂罐磨料混输装置结构示意图，混砂罐最佳为两个混砂罐，两个混砂罐 可以相同，也可以不相同，本实施例是两个相同的混砂罐，它前后并列 1W过支撑架与自行平板车7固定连接，混砂罐两端分别有上通孔和下 通孔，前混砂罐54右端的上通孔通过前控制阀5-5输砂螺旋5-7的顶端 iiil、下通孔接有前混砂螺旋5-9;前混砂罐54左端的±51孔通过前注 水阀5-3与高压注水口连通、下通孔通过前排泄阀5-2与高压水输送管汇 ll连通；后混砂罐"与前混砂罐54的连接形式为对称式，即后混砂 罐"右端的上通孔通过后控制阀4-5与输砂螺旋5-7的顶端连通、下通 孔接有后混砂螺旋4<9;后混砂罐4>9左端的上通 L通过后注水阀冬3与高压注水口连通、下通孔通过后排泄阀4>2与高压水输送管汇11连通；
由于注水阀同接于高压注水口，排泄阀同接于高压水输送管汇ri,使得
水力输送管线呈并联结构；水力输送管线包括高压水输送管汇U、压 差调节阀、调节阀、排泄阀、注水阀；高压水输送管汇11的一路接有排 泄阀，高压水输送管汇ll的另一路输管依次连有压差调节阀、调节阀、 注水阀，调节阀与注水阀之间设有高压注水口；控制阀为具有开、闭和 溢水功能的异型阀，溢水口连有排水管；lT砂机构包括输砂螺旋5-7、 砂箱5-8，输砂螺旋5-7呈倾斜状底部置于砂箱5-8内，前混砂螺旋5-9、 后混砂螺旋4-9和输砂螺旋5-7分别由液压马达各自独立驱动。
前混式磨料连续加混装置4是这样工作的先启动填砂程序即分 别给前混砂罐54和后混砂罐"填砂，打开前混砂罐54的前控制阀 5-5、关闭前调节阀5-10、前排泄阀5-2、前注水阀5-3，启动动力机构带 动输砂螺旋5-7将砂箱5-8中砂料送入前混砂罐54中，待砂料送足后， 关闭前控制阀5-5;打开后混砂罐4>4的后控制阀4-5、关闭后调节阀4-10、 后排泄阀4^2、后注水阀4-3,输砂螺旋5-7将砂箱5-8中砂料送入后混 砂罐44中，待砂料送足，停止填砂程序；在给后混砂罐44填砂的同时， 可对前混砂罐54启动砂水混合程序即开启前调节阀5-10、前排泄阀 5-2、前注水阀5-3，高压泵来水通过高压注水口经前注水阀5-3进入前 混砂罐54中，并通过前压差调节阀5-1调节设定前混砂罐54与高压水 输送管汇11两者之间的水力压差，然后启动前混砂螺旋5-9,使前混砂 罐54内的砂、水通过前排泄阀5-2输出的带压力的砂水混合物及前调节 阀5-10分流的高压泵来水，两者汇入高压水输送管汇11中，将高压的 砂水混合物供送给后部的喷嘴进行工作。前混砂罐54内的溢水则通过 前排水管5>6排至水箱里。经一定时间的运行，前混砂罐54内的砂临近 用完前，按上述方法再启动后混砂罐44的砂水混合程序，开启后调节 阀冬IO、后排泄阀4-2、后注水阀4>3,高压泵来水通过高压注水口经后 注水阀4-3进入后混砂罐44中，并通过后压差调节阀4-1调节设定后混 砂罐44与高压水输送管汇11两者之间的水力压差，然后启动后混砂螺 旋4-9,使后混砂罐44内的砂、水通过后排泄阀4-2输出的带压力的砂 水混合物及后调节阀4-10分流的高压泵来水，两者汇入高压水输送管汇 11中，将高压的砂水混合物供送给后部的喷嘴进行工作，后混砂罐44 内的溢水则通过后排水管4>6排至水箱里；同时关闭前混砂罐54的前调 节阀5-10、前排泄阀5-2、前注水阀5-3,开启前控制阀5-5给前混砂罐 54补填砂料；如此交替进行补填砂料、砂水混合循环程序，使高压水输送管汇11连续不断地将高压的砂水混合物供送给后部的喷嘴，实现了设 备在不停机的情况下连续进行补砂和混砂的作业。
实施例如图6所示，它是废水回收处理系统6的结构示意图，它由 带初级水处理器的潜水泵6-1、输水软管6-2、 二级水处理器6-3、水箱 64、三级水处理器6~5连接组成;它的输水软管2两端分别连有带初级 水处理器的潜水泵6>1和二级水处理器6-3 ，带初级水处理器的潜水泵6^1 置于废水集储坑(井)内；带初级水处理器的潜水泵为封闭框架式； 二级水处理器6~3它套接于水箱64顶部,进水口与软管6-2的一端连通， 侧壁上有无数渗水微孔；水箱6>4侧壁下开有出水口，出水口与三级水 处理器6-5连接;三级水处理器6-5的出水口与后部的高压水泵吸入口连 接。废水集储坑(井)开设在掘进巷道底面的一侧，它的带封闭框架式 初级水处理器的潜水泵6 1置于坑(井)内，通过输水软管6^2将初级净 化水泵入水箱4内的二级水处理器3中，二次净化水经二级水处理器3 的出水口流入水箱4中，再经三级水处理器5的出水口将三次净化水最 后送至高压水泵的吸入口 ，使工作废水得到了净化并循环用于水力采矿 机中，避兔了水资源的浪费。
实施例如图7所示，它是简易撑断矿石工具8的结构示意图，它 是一种专用工具，可将水利切割后的矿石逐排(列) 一次撑断。
它包括撑板8-l、柱塞8-2和壳体8-3;它的两组柱塞8-2相互平 行且两端分别并列固定在撑板8-1上,每组柱塞8-2的轴向上均对称布置 有两个相同的柱塞单体，两柱塞单体间留有间隙，并与液压腔连通，壳 体8-3上的注液口 84与液腔贯通;使撑板8-l的支撑面平行连通割痕线， 通过注液口 84向液腔注液施压，柱塞8^2同时带动撑板8-3双向扩张。
实施例如图8所示，实施作业时，当水力采矿割刀将采掘面上矿石 切割成若干个方或弧形的独立块10后，仅在最下层一排中间位置的一 个独立块10内割取一个小的空腔9,空腔9的内腔大小以能容纳简易撑 断矿石工具8为宜，独立块10的割痕线与所含的空腔9用割痕线连通， 然后将简易撑断矿石工具8水平放入空腔9内，用简易撑断矿石工具8 使最下层的一排矿石沿割痕线处横向一次性全部被撑断，取出矿石块， 然后采用类tt方法，使工具8竖直，将余留矿石逐列一次性纵向撑断、 外运，直至这一层面的矿石取完，再割出新一层面的独立区域，如此循 环。这种简易撑断矿石工具使用方法简便、效率高、成本低。
权利要求1、简便水力采矿装置，其特征是它至少包括有水力割刀运动机构(1)、水砂混输管汇(2)、高压水泵机组(3)、前混式磨料连续加混装置(4)、动力监控系统、废水回收处理系统(6)、自行平板车(7)和简易撑断矿石工具(8)；高压水泵机组(3)、前混式磨料连续加混装置(4)、控制操作台(5)、废水回收处理系统(6)固定于自行平板车(7)上形成主体；水力割刀运动机构(1)通过水砂混输管汇(2)与主体连接；高压水泵机组(3)与水砂混输管汇(2)连接，前混式磨料连续加混装置(4)的溢水通过排水管进入废水回收处理系统(6)的水箱。
2、 根据权利要求1所述的简便水力采矿装置，其特征是所述的水 力割刀运动机构(1)由水力割刀组和运动架两部分通过销轴(1-8)连 接组成，其中水力割刀组包括"三通"刀架(1-1)、水力割刀(1-2)、滑 动供液接头(1-3)、花管(14):运动架包括水平移动吊臂(1-5)、水平 移动架(14)、旋转装置(1-7)、销轴(1-8);"三通"刀架(1-1)有两 个出口和一个入口，其中两个出口分别与水力割刀(1-2)连接， 一个入 口与滑动供液接头(1-3)连通，并与花管(14)连接成刚体，花管(14) 通过销轴(1-8)与旋转装置(1-7)连接，旋转装置(1-7)通过轴承与 滑块固定连接，滑块两侧镶嵌在水平移动吊臂(1-5)的竖直滑道上，水 平移动吊臂(1-5)通过滑轮与水平移动架(1-6)的滑道滑动连接。
3、 根据权利要求1所述的简便水力采矿装置，其特征是所述的前 混式磨料连续加混装置(4)包括水砂混输管汇(2)、混砂罐、注水阀、 调节阀、排泄阀、异型控制阀、排水管、输砂螺旋(5-7)、砂箱(5-8)、 混砂螺旋；水砂混输管汇(2)有两个支路，其中一个，连接有排泄阀、 另 一个支路依次连接有调节阀和注水阀，调节阀与注水阀之间有高压注 水口，混砂罐两端分别有上通孔和下通孔，其中一端上通孔通过异型控 制阀与输砂螺旋顶部连接、下通孔连接有混砂螺旋，另一端上通孔通过 注水阀与水砂混输管汇(2)连通、下通孔通过排泄阀与水砂混输管汇(2) 连通，输砂螺旋(5-7)呈倾斜状，其底部置于砂箱内。
4、 根据权利要求1所述的简便水力采矿装置，其特征是所述的动 力监控系统包括控制操作台(5)、液压泵、电动机；控制操作台(5) 与液压泵和电动机电连接，液压泵通过传动机构分别与水力割刀运动机 构(1)中的移动装置和旋转装置连接，及输砂螺旋(5-7)和混砂螺旋(5-9)轴连接。
5、 根据权利要求1所述的简便水力采矿装置，其特征是所述的废 水回收处理系统(6)包括带初级水处理器的潜水泵(6^1)、输水软管(6>2)、 二级水处理器(6~3)、水箱(64)、三级水处理器(6>5);带初 级水处理器的潜水泵(6-1)通过输水软管(6<2)与二级水处理器(6 3) 连接，二级水处理器(6-3)套接于水箱(64)的顶部，二级水处理器(6-3) 侧壁上有无数渗水微 L，水箱(6~4)内侧壁下方接有三级水处理器(6"5)， 三级水处理器(&5)的出水口与高压水,泵的出水口连接，带初级水处理 器的潜水泵(6-1)置于废水集储坑内。
6、 根据权利要求1所述的简便水力采矿装置，其特征是所述的简 易撑断矿石工具(8)包括多组柱塞(8-2)、撑板(8-0和壳体(8-3); 柱塞(8-2)的两端对称连有撑板(8-1)，每组柱塞(8-2)内轴向对称布 置有两个相同的单体柱塞，两单体柱塞间有间隙，且与液压腔连通，壳 体(8>3)有注液口，给液腔注压力液。
专利摘要本实用新型涉及采矿机械制造领域，特别是简便水力采矿装置，其特征是它的高压水泵机组(3)、前混式磨料连续加混装置(4)、控制操作台(5)、废水回收处理系统(6)固定于自行平板车(7)上形成主体；水力割刀运动机构(1)通过水砂混输管汇(2)与主体连接高压水泵机组(3)与水砂混输管汇(2)连接，前混式磨料连续加混装置(4)的溢水通过排水管进入废水回收处理系统(6)的水箱。该简便水力采矿装置环保、节能、体积小、重量轻、成本低、功效高，安全可靠，还可满足大块矿石开采的要求，也使操作者的劳动强度和工作环境得到改善。
文档编号E21C45/00GK201277039SQ20082003017
公开日2009年7月22日 申请日期2008年9月3日 优先权日2008年9月3日
发明者白登平 申请人:西安东新石油设备厂有限公司