專(zhuān)利名稱(chēng)：礦山巖石直接劈裂機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從巖石礦山中直接開(kāi)采8米3以下巖石塊材的切割裝置。
現(xiàn)代巖石塊材開(kāi)采應(yīng)用的技術(shù)有人工打楔法，炸藥爆破，液壓劈裂器，拉鋸法，無(wú)聲破碎劑和火焰噴射器等，各種技術(shù)方法各有利弊，但都不盡完美。
為解決這個(gè)問(wèn)題，在應(yīng)力測(cè)量技術(shù)中有封閉式(有殼式)加壓破裂方法(地應(yīng)力測(cè)量方法 蘇愷之編著 地震出版社 1985)首先公開(kāi)了發(fā)明人提供的用橡膠筒可脹裂巖孔的照片，並介紹了穿入鋼管橡膠管兩端封閉的原理，但未介紹具體的技術(shù)設(shè)計(jì)。1986年我國(guó)先后申請(qǐng)液壓彈性膨脹破碎裝置(專(zhuān)利號(hào)CN86202119U)和巖石脹裂器(公告號(hào)86205822)兩項(xiàng)專(zhuān)利，原理與封閉式(有殼式)加壓破裂方法類(lèi)同而設(shè)計(jì)不同，兩者各有所長(zhǎng)，但仍然皆有其不足。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種礦山巖石直接劈裂機(jī)。用以直接從巖石礦山中切割巖石塊材。開(kāi)采適用于現(xiàn)代石板加工體積為8米3的巖石塊材，裝置主要由二根以上的巖孔切割器並成的排孔切割柵與高液壓系統(tǒng)(此系統(tǒng)包括有超巖孔裂縫定量回液自控器)有效組成。
發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的巖孔切割器采用了煤層橡膠注水封孔器的橡膠筒(以下簡(jiǎn)稱(chēng)橡膠筒)為膨脹體，由于其橡膠筒筒壁內(nèi)有細(xì)鋼絲，因此使其膨脹過(guò)程適用于巖孔內(nèi)基巖所遇到的復(fù)雜環(huán)境，橡膠筒的兩端對(duì)稱(chēng)套入端頭密封蓋，穿出橡膠筒外的細(xì)鋼絲對(duì)應(yīng)穿入端頭密封蓋的環(huán)形小孔並用焊粒焊牢，再用六角螺母旋轉(zhuǎn)使密封螺桿錐體上升，並使橡膠筒兩端與密封螺桿錐體端頭密封蓋牢牢固定，構(gòu)成了巖孔切割器的膨脹主體，且可由二根以上的巖孔切割器並成排孔切割柵。高液壓系統(tǒng)有一個(gè)自動(dòng)回液器件稱(chēng)超巖孔裂縫定量自控器，它有一把張孔鉗，當(dāng)巖孔的裂縫超過(guò)額定距離時(shí)能自動(dòng)控制高液壓泵回液，以保護(hù)巖孔切割器的橡膠筒之過(guò)量脹大。本系統(tǒng)可給排孔切割柵輸入高壓液，使每根巖孔切割器膨脹，若同時(shí)與開(kāi)采方法結(jié)合，可高效切割任何巖石塊材。
本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且又應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)的有效組合和改進(jìn)，所以容易成功。
發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及其方法由以下的實(shí)施例和附圖給出。
下面結(jié)合


圖1、圖2和圖3詳細(xì)說(shuō)明提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
圖1為巖孔切割器，它包括有高壓快速母接頭(1)，密封墊環(huán)(2)(4)，高壓橡膠管(3)，異徑接頭(5)，密封環(huán)片(6)，六角螺母(7)(18)，焊粒(8)(17)，細(xì)鋼絲(9)(16)，密封螺桿錐體(10)(15)，端頭密封蓋(11)(14)，煤層橡膠注水封孔器的橡膠筒(12)，液體(13)，密封墊片(19)，密封蓋(20)。
巖孔切割器采用了煤層橡膠注水封孔器的橡膠筒(12)為本器件的膨脹體，變?cè)瓉?lái)的封孔注水作用為密封全膨脹作用，用以膨脹脹裂巖孔，橡膠筒(12)的筒壁中有細(xì)鋼絲(9)(16)編成的筒形結(jié)構(gòu)，使橡膠筒(12)在膨脹過(guò)程中適應(yīng)巖孔內(nèi)基巖的復(fù)雜情況和不同孔徑，細(xì)鋼絲(9)(16)穿出橡膠筒兩端頭約1-3公分，以便焊粒(8)(17)焊牢固定在端頭密封蓋(11)(14)上，橡膠筒(12)的內(nèi)壁兩端頭有與筒壁成4°以下的夾角。端頭密封蓋(11)形似圓筆筒倒放，中心軸線有孔穿通，與密封螺桿錐體(10)的螺桿滑動(dòng)配合，孔邊有環(huán)形小孔可用來(lái)穿入細(xì)鋼絲(9)並用焊粒(8)焊牢在孔邊小孔上的環(huán)形槽b上，下端圓筒內(nèi)壁有鋸齒狀結(jié)構(gòu)，可使橡膠筒(12)插入容易而拉出困難，端頭密封蓋(14)為其對(duì)稱(chēng)放裝器件。密封螺桿錐體(10)形似圓酒瓶，上段有螺桿，螺桿中部有兩個(gè)與軸線平行對(duì)稱(chēng)的切削平面，可以用來(lái)插入板手，中段為圓錐體，圓錐體的斜度與中心軸線成4°以下的夾角，下段為短圓柱體，密封螺桿錐體(10)的軸線有小孔從上端平面直通下端平面，為輸液通路。
圖1為巖孔切割器的裝配圖，先把六角螺母(7)(18)鎖緊，高液壓液體從高液壓快速母接頭(1)、密封墊環(huán)(2)經(jīng)高壓橡膠管(3)、密封墊環(huán)(4)、異徑接頭(5)、密封螺桿錐體(10)進(jìn)入橡膠筒(12)內(nèi)，此時(shí)可把巖孔切割器顛倒放置，並打開(kāi)密封蓋(20)使氣體完全排出，當(dāng)看到了液體從螺桿h溢出時(shí)，即可把密封蓋旋緊，並放置于巖石小孔中，繼續(xù)泵入高壓液可令橡膠筒(12)膨脹擠緊巖孔孔壁，如高壓達(dá)到一定數(shù)值，即液壓對(duì)d面e面的壓力大于密封螺桿錐體(10)(15)與橡膠筒(12)兩端c、f面的摩擦力時(shí)，密封螺桿錐體(10)(15)就自動(dòng)向橡膠筒(12)兩端移動(dòng)，使密封螺桿錐體(10)(15)與端頭密封蓋(11)(14)的相對(duì)距離縮短，提高了橡膠筒(12)液壓的密封程度，因此本設(shè)計(jì)具有自動(dòng)密封和使端頭密封蓋(11)(14)的脫落參數(shù)提高的作用。繼續(xù)提高泵入液壓的壓強(qiáng)，可令巖孔破裂。
本器件的有效膨脹長(zhǎng)度0.3～1.8米，外徑為40毫米，高壓密封600公斤/厘米2，且適用于40～48毫米的巖孔工作，同時(shí)器件具有可彎曲的性能。
圖2為礦山巖石直接劈裂機(jī)的示意圖，這套裝置由兩個(gè)系統(tǒng)有效組成，二根以上的巖孔切割器並成的排孔切割柵(41)，這個(gè)排孔切割柵(41)可用來(lái)直接切割巖孔。
高液壓系統(tǒng)(42)其主要器件有高壓快速公接頭(21)，分流器(22)，高壓橡膠管(23)，高液壓泵(24)，分流器固定螺絲(25)，高液壓表(26)，電動(dòng)機(jī)或手搖把(27)，超巖孔裂縫定量回液自控器(28)等。分流器(22)有一個(gè)液體輸入孔和二個(gè)以上的，這些孔相互連通，同時(shí)均安裝有高壓快速公接頭(21)分流器(22)的中部上方有一叉口i，可以用分流器固定螺絲(25)固定在高液壓泵(24)上，分流器(22)的液體輸入孔通過(guò)高壓快速公接頭(21)，短的或長(zhǎng)的(以利于分流器(22)的移開(kāi)使用)的高壓橡膠管(23)和高液壓泵(24)連接，並與測(cè)量泵壓的高液壓表(26)超巖孔裂縫定量回液自控器(28)安裝在高液壓泵(24)上。
本系統(tǒng)為排孔切割柵(41)的高液壓源，具有控制供液和在排孔切割巖孔破裂之后自動(dòng)回液的作用。
圖3為超巖孔裂縫定量回液自控器(28)的結(jié)構(gòu)電路圖，它由下述器件構(gòu)成張孔鉗(29)，拉力彈簧(30)，電極接頭(31)，螺母電極接頭(32)，導(dǎo)電螺絲(33)，鎖緊螺母(34)，電源(35)，開(kāi)關(guān)(36)，電磁鐵(37)，回液閥(38)輸液開(kāi)關(guān)(39)，回液閥固定螺絲(40)。其工作原理是有一把張孔鉗(29)，其端頭有與其平面成90°彎曲同時(shí)與孔同弧形可用來(lái)插入孔口的彎頭，鉗的后端有一條拉力彈簧(30)可以使插入孔口的彎頭部份j張開(kāi)而緊貼孔壁，張孔鉗(29)的后端頭的兩邊分別有電極接頭(31)和螺母電極接頭(32)，並有導(dǎo)電螺絲(33)和鎖緊螺母(34)，可以用來(lái)控制定量巖孔脹裂裂縫的寬度，控制電池(35)和電磁鐵(37)的工作，使電磁鐵(37)吸引回液閥(38)，變輸液開(kāi)關(guān)(39)輸液(輸液增加，順時(shí)針旋緊)為回液(回液降壓，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))，回液閥固定螺絲(40)的作用是使回液閥(38)固定在輸液開(kāi)關(guān)(39)的軸上。
使用時(shí)，可根據(jù)公式和已知的條件計(jì)算出某一巖石排孔各巖孔的孔間距離和巖孔破裂時(shí)需要的液壓壓強(qiáng)，並鉆出應(yīng)有的巖孔孔數(shù)，把與孔數(shù)相同的巖孔切割器並成排孔切割柵(41)逐一置于巖孔的孔內(nèi)，並用排孔切割柵(41)的每個(gè)高壓快速母接頭(1)與高液壓系統(tǒng)(42)的分流器(22)相對(duì)應(yīng)的高壓快速公接頭(21)逐個(gè)連接，這就是把礦山巖石直接劈裂機(jī)安裝于巖石排孔內(nèi)的過(guò)程。
若啟動(dòng)高液壓泵(24)，並從高液壓表(26)中的指針看到了泵入液壓壓強(qiáng)的上升變化數(shù)值，此時(shí)的高壓液通過(guò)分流器(22)同壓地從高壓快速公接頭(21)輸入排孔切割柵(41)的每根巖孔切割器的橡膠筒(12)使其同壓強(qiáng)、同壓力、增壓同速地膨脹而切割巖石排孔。
器件適用于從巖石礦山中直接進(jìn)行單面切割或三面切割的基巖所遇到的復(fù)雜環(huán)境。切割裝置多孔同壓、排孔裂縫可人工控制、脹裂過(guò)程靜態(tài)同時(shí)伴有微小破裂聲又迅速切割(大約1～2分鐘)巖石。實(shí)際切割巖石的過(guò)程就是高壓液從高液壓系統(tǒng)(42)泵入排孔切割柵(41)，使排孔巖石沿排孔方向破裂后，巖石裂縫超過(guò)某一定量時(shí)又自動(dòng)地使液體返回高液壓系統(tǒng)(42)的高液壓泵(24)中。巖孔切割器可多根並成一排，並多少根？主要視高液壓泵(24)的流量和采石需要而定，例如把30根巖孔切割器並成一排孔切割柵(41)，其膨脹力最大可達(dá)27486噸，傾刻之間即可完成10～20米的巖石直線切割，稱(chēng)巖石塊材的單面切割，逐次進(jìn)行(或三面同時(shí)進(jìn)行)三次巖石的三軸單面切割，就構(gòu)成了巖石塊材有效的三面切割。
本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量特輕，操作容易，使用安全，並可經(jīng)久重復(fù)使用，巖石塊材開(kāi)采成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于從巖石礦山中直接開(kāi)采巖石塊材的裝置，稱(chēng)礦山巖石直接劈裂機(jī)，其特征是由二根以上的巖孔切割器並成的排孔切割柵(41)與高液壓系統(tǒng)(42)、超巖孔裂縫定量回液自控器(28)有效組合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是並成排孔切割柵(41)的巖孔切割器采用了煤層橡膠注水封孔器的橡膠筒(12)為膨脹體，橡膠筒(12)的筒壁中有細(xì)鋼絲(9)(16)編成的筒形結(jié)構(gòu)，細(xì)鋼絲(9)(16)穿出橡膠筒兩端頭約1-3公分，以便焊粒(8)(17)焊牢固定在端頭密封蓋(11)(14)上，橡膠筒(12)的內(nèi)壁兩端頭有與筒壁成4°以下的夾角，端頭密封蓋(11)形似圓筆筒倒放，中心軸線有孔穿通，與密封螺桿錐體(10)的螺桿滑動(dòng)配合，孔邊有環(huán)形小孔可用來(lái)穿入細(xì)鋼絲(9)並用焊粒(8)焊牢在孔邊小孔上的環(huán)形槽b上，下圓筒內(nèi)壁有鋸齒狀結(jié)構(gòu)，端頭密封蓋(14)為其對(duì)稱(chēng)放置器件，密封螺桿錐體(10)形似圓酒瓶，上段有螺桿，螺桿中部有兩個(gè)與軸線平行對(duì)稱(chēng)的切割平面，中段為圓錐體，圓錐體的斜度與中心軸線成4°以下的夾角，下段為短圓柱體，密封螺桿錐體(10)的軸線有小孔以上端平面直通下端平面，密封螺桿錐體(15)為其對(duì)稱(chēng)放置器件，並與高壓快速母接頭(1)，密封墊環(huán)(2)(4)，高壓橡膠管(3)，異徑接頭(5)，密封環(huán)片(6)，六角螺母(7)(18)，密封墊片(19)，密封蓋(20)等構(gòu)成了巖孔切割器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的裝置的排孔切割柵(41)組成並為之提供高液壓源的高液壓系統(tǒng)(42)，其特征是本系統(tǒng)以高液壓泵(電動(dòng)或手搖高液壓泵)(24)為主，分流器(22)的中部上方有一叉口i，可以用分流器固定螺絲(25)固定在高液壓泵(24)上，分流器(22)的液體輸入孔通過(guò)短的或長(zhǎng)的高壓橡膠管(23)和高壓泵(24)連接，並與測(cè)量泵壓的高液壓表(26)，具有控制供液和在排孔切割破裂之后自動(dòng)回液的作用的超巖孔裂縫定量回液自控器(28)安裝在高液壓泵(24)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述裝置的超巖孔裂縫定量回液自控器(28)，其特征是有一把張孔鉗(29)，其端頭有與其端頭平面成90°彎曲同時(shí)與孔同弧形可用來(lái)插入孔口的彎頭j，鉗的后端有一條拉力彈簧(30)，可以使插入孔口的彎頭部份j張開(kāi)而緊貼孔壁，張孔鉗(29)的后端頭的兩邊分別有電極接頭(31)和螺母電極接頭(32)，並有導(dǎo)電螺絲(33)和鎖緊螺母(34)，可以用來(lái)控制定量巖孔脹裂裂縫的寬度，控制電池(35)和電磁鐵(37)的工作，使電磁鐵(37)吸引回液閥(38)變輸液開(kāi)關(guān)(39)輸液為回液，回液閥固定螺絲(40)的作用是使回液閥(38)固定在輸液開(kāi)關(guān)(39)的軸上。
專(zhuān)利摘要一種能直接從巖石礦山中切割巖石塊材的裝置，稱(chēng)礦山巖石直接劈裂機(jī)，裝置由二根以上的巖石切割器并成的排孔切割柵和高液壓系統(tǒng)所組成。適用于從巖石礦山中直接進(jìn)行單面切割或三面切割的基巖所遇到的復(fù)雜環(huán)境，切割裝置多孔同壓、排孔裂縫可人工控制、脹裂過(guò)程靜態(tài)同時(shí)伴有微小破裂聲又迅速切割(切割過(guò)程約1～2分鐘)巖石。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量特輕，操作容易，使用安全，并可經(jīng)久重復(fù)使用，塊材開(kāi)采成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)E21C37/10GK2047718SQ8822109
公開(kāi)日1989年11月15日 申請(qǐng)日期1988年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月9日
發(fā)明者余德武 申請(qǐng)人:余德武