專利名稱：巖石取樣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖石取樣設(shè)備，并且本發(fā)明被具體地設(shè)計(jì)為并不僅僅 用于金礦采礦作業(yè)的分析。
背景技術(shù)：
在一些金礦采礦作業(yè)中在開(kāi)拓平巷期間使用巖石表面取樣來(lái)進(jìn)行操 作和礦體判定。雖然也可以在地面上實(shí)施，但是這種取樣通常在地下隧道 的切割面處完成?？傊?，巖石取樣的執(zhí)行都通過(guò)手動(dòng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如， 使用錘子和鑿子鑿削巖石，這不但需要大量的手動(dòng)勞動(dòng)，而且不管后續(xù)制 備和分析操作，還會(huì)產(chǎn)生使得到的取樣出現(xiàn)偏差和不精確的問(wèn)題。因?yàn)樵谑褂檬謩?dòng)技術(shù)切割巖石時(shí)通道的可變寬度和深度嚴(yán)重的限制 了產(chǎn)生的值，因此通常期望的是需要從切割巖石面的恒定橫截面的通道提 取巖石樣品。當(dāng)樣品用來(lái)分析時(shí)，這尤其準(zhǔn)確。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明提供一種從巖石表面切割巖石樣品的設(shè)備，所述設(shè)備包括細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件；振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)，所述振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)被安裝成用于沿 著導(dǎo)向件直線移動(dòng)；和安裝裝置，所述安裝裝置可操作以相對(duì)于相鄰的巖 石表面將細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件定位和保持在期望的位置，使得振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)可以 沿著導(dǎo)向件移動(dòng)，以在巖石表面內(nèi)切割被控制寬度和深度的溝槽。優(yōu)選地，所述設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置可操作以沿著導(dǎo)向件 驅(qū)動(dòng)振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)。優(yōu)選地，安裝裝置包括多個(gè)可伸縮臂，所述多個(gè)可伸縮臂安裝在導(dǎo)向 件上，并且可延伸以接合鄰近的巖石表面。優(yōu)選地，導(dǎo)向件包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)軌，并且振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)安裝在適 于沿著導(dǎo)軌移動(dòng)的滑架上。
優(yōu)選地，導(dǎo)軌安裝在細(xì)長(zhǎng)通道內(nèi)，所述細(xì)長(zhǎng)通道具有朝向相鄰的巖石 表面的一個(gè)表面開(kāi)口。
優(yōu)選地，所述設(shè)備適于在地下礦井中使用的，并且導(dǎo)向件通過(guò)轉(zhuǎn)接框 架連接到礦井車(chē)輛，所述轉(zhuǎn)接框架被布置成相對(duì)于相鄰的巖石表面將導(dǎo)向 件定位在期望的位置。
在又一個(gè)方面中，提供了一種在地下礦井中取得用于分析目的的巖石 樣品的方法，所述方法包括以下步驟提供根據(jù)前述六個(gè)段落中任一段限 定的類(lèi)型的設(shè)備；在將被切割的巖石表面上將導(dǎo)向件定位在期望的位置； 通過(guò)操作安裝裝置以接合相鄰的巖石壁而將導(dǎo)向件保持在期望的位置；沿 著導(dǎo)向件操作振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)，以在巖石表面內(nèi)切割被控制寬度和深度的 溝槽；以及從溝槽采集巖石切片，用于分析的目的。
在一些情況下，所述方法可以包括以下步驟在樣品采集之前，在沿 著路徑切割溝槽之前，使己定位的振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)首先在所述巖石表面上 通過(guò)，以通過(guò)移除高部位而在不規(guī)則的表面上切割平坦的路徑。


盡管存在落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的任何其它形式，但是以下參照附圖僅 以示例的方式說(shuō)明本發(fā)明的一種優(yōu)選形式，其中
圖l是通過(guò)在本發(fā)明中所使用的振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)的示意性剖面圖； 圖2是安裝在輪式車(chē)輛上的、根據(jù)本發(fā)明的巖石取樣設(shè)備的示意性立 體圖3是圖2中所示設(shè)備的側(cè)視圖； 圖4是圖2中所示設(shè)備在不同觀察點(diǎn)的前視圖5是使用可選的安裝臂的、根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意性立體圖；以
及
圖6是與圖2類(lèi)似的、與用于收集巖石樣品的袋或真空系統(tǒng)的示意性立 體圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備使用申請(qǐng)人為Odyssey Technology Pty Limited的國(guó) 際專利申請(qǐng)No.PCT/AU00/00066(公布為WO00/46486)中所述的小型振動(dòng)
盤(pán)式切割機(jī)。
振動(dòng)盤(pán)式切割(ODC)是一種新的巖石切割技術(shù)，振動(dòng)盤(pán)式切割使用 具有小振幅振動(dòng)的堅(jiān)固盤(pán)式切割機(jī)。允許ODC利用很小的機(jī)加工力機(jī)加工 很堅(jiān)硬的巖石的創(chuàng)新在圖l中所示并在以下進(jìn)行說(shuō)明。
ODC的主要?jiǎng)?chuàng)新在于以類(lèi)似于刮刀鉆頭的方式使用盤(pán)式切割機(jī)底切 巖石。眾所周知的是大多數(shù)硬巖石當(dāng)以壓縮方式加載時(shí)是堅(jiān)硬的，當(dāng)以受 限制的壓縮方式加載時(shí)非常堅(jiān)硬的，而當(dāng)以拉伸方式加載時(shí)卻是脆弱的。 因此，在巖石切割操作中，切合實(shí)際的是以使巖石在拉伸狀態(tài)下失效的方 式來(lái)處理巖石。ODC技術(shù)通過(guò)切割拉伸狀態(tài)下的巖石(底切模式)而完全 使用了巖石的最脆弱的特性；因此，ODC技術(shù)直接促進(jìn)了巖石的 拉伸斷裂，并因此只需要較低的工具/機(jī)械力。
此技術(shù)進(jìn)一步創(chuàng)新在于在巖石切割操作期間使盤(pán)式切割機(jī)振動(dòng)。盤(pán)以 小的振幅振動(dòng)以產(chǎn)生對(duì)巖石的循環(huán)加載。這通過(guò)誘導(dǎo)疲勞斷裂來(lái)促進(jìn)巖石 的裂紋發(fā)生和擴(kuò)展的過(guò)程。
圖1顯示了運(yùn)轉(zhuǎn)中的ODC100的示意圖。ODC包括安裝在驅(qū)動(dòng)軸102上 的盤(pán)式切割機(jī)101，和慣性阻尼塊103。切割機(jī)在箭頭104所示的方向上前 進(jìn)以從巖石表面105切割巖石。通過(guò)采用底切動(dòng)作和振蕩運(yùn)動(dòng)，切割機(jī)促 使裂縫106形成，從而斷幵巖石碎片107。噴水口 (未示出)可以用來(lái)冷卻 和潤(rùn)滑切割機(jī)以及清潔巖石碎片和粉塵。
本發(fā)明通過(guò)以可控制的方式下使用振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)(ODC)來(lái)切割用 于分析目的的巖石，可以獲得通過(guò)傳統(tǒng)的手動(dòng)方式不能獲得的非常精確的
巖石樣 叩o
因此，ODC 1 (圖2)安裝在通常為開(kāi)口盒狀通道形式的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向框 架2內(nèi)。ODC位于滑架3上，滑架本身安裝在導(dǎo)向框架內(nèi)的導(dǎo)向軌道4上。
所述設(shè)備還包括驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)，所述驅(qū)動(dòng)裝置可操作，以沿著 軌道4以直線的方式驅(qū)動(dòng)滑架3，使得導(dǎo)軌4限定切割路徑。
同時(shí)，本發(fā)明也可以適于地面以上的操作，在本實(shí)施例中，本發(fā)明示出了適于地下操作的形式，因此，所述設(shè)備設(shè)置有以多個(gè)臂5的形式的支
撐裝置，所述支撐裝置安裝在導(dǎo)向框架2上，并且可延伸以接合鄰近的巖
石表面。
盒狀通道通過(guò)轉(zhuǎn)接框架7連接到示意性地由附圖標(biāo)記6所示的礦井車(chē) 輛上，所述轉(zhuǎn)接器框架被布置成相對(duì)于期望被切割的相鄰巖石表面將導(dǎo)向 框架2定位在期望的位置。
在使用中，形成巖石取樣器的這種設(shè)備在例如裝運(yùn)(LHD)或其它類(lèi) 似類(lèi)型的采礦車(chē)輛上被驅(qū)動(dòng)到要被取樣的表面。當(dāng)將取樣器驅(qū)動(dòng)到表面 時(shí)，所述設(shè)備將在圖2中所示的位置處離開(kāi)車(chē)輛。 一旦所述設(shè)備處于此位 置，導(dǎo)向框架2可以(根據(jù)礦體的高度)上下移動(dòng)達(dá)到期望的高度并旋轉(zhuǎn) 到任意方位，以垂直于礦脈的傾角取得樣品。在進(jìn)行切割之前，臂5抵靠 周?chē)膸r石表面延伸以確保導(dǎo)向框架2的位置。
如圖3中的側(cè)視圖所示，ODC切割頭l通常利用轉(zhuǎn)接框架7連接到車(chē)輛 的后面。此轉(zhuǎn)接框架可以通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)或液壓缸(未示出)升起或落下。
盤(pán)式切割機(jī)及其振蕩系統(tǒng)通常包括電動(dòng)機(jī)、振蕩軸、盤(pán)式切割機(jī)和軸 承。阻尼塊也包括在切割頭內(nèi)，以降低如圖l中所示的負(fù)載搜到的力。
如圖4所示，切割機(jī)1和滑架3沿導(dǎo)軌4移動(dòng)。導(dǎo)軌可以在一端(未示出) 彎曲以給ODC取樣器提供初始彎曲切割路徑，使得每次切割在不需要任何 開(kāi)始邊緣的情況下可以以合適的'前角開(kāi)始于平坦的表面?；?通常以齒 條和小齒輪傳動(dòng)裝置線性驅(qū)動(dòng)的方式由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。然而，其它線性驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)可以用于移動(dòng)滑架3，所述其它線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括鏈條驅(qū)動(dòng)、螺桿驅(qū) 動(dòng)或液壓致動(dòng)器。
連接到細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向框架的是液壓缸形式的多個(gè)可伸縮臂5，所述可伸縮 臂具有兩個(gè)主要功能(i)支撐導(dǎo)向框架和(ii)調(diào)節(jié)框架的位置。雖然應(yīng) 該認(rèn)識(shí)的是在不背離本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下可以有多于或少于六個(gè) 可伸縮臂，但是在所述的實(shí)施例中，使用六個(gè)可伸縮臂5。 一旦導(dǎo)向框架 位于正確的位置，六個(gè)氣缸則延伸到巷道的側(cè)壁巖石表面并支撐車(chē)輛框 架。這些氣缸吸收所有的切割工具力，因此，沒(méi)有力傳遞回到車(chē)輛或其它 支撐車(chē)輛。側(cè)面氣缸的不同延伸量可以用來(lái)調(diào)節(jié)車(chē)輛框架的位置。依此方 式，取樣可以在不同尺寸的巷道中進(jìn)行。氣缸具有有限的延伸長(zhǎng)度，所述延伸長(zhǎng)度只能覆蓋一定的不同尺寸的巷道。如果需要變化大的巷道尺寸
(例如，覆蓋從2x2m到6x6m的巷道尺寸)，則在不需要對(duì)切割頭進(jìn)行任何 修改的情況下可以使用不同的支撐框架。
在本發(fā)明可選的形式中，細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件可以安裝在萬(wàn)向臂8 (圖5)上， 所述萬(wàn)向臂通常是接合臂，所述接合臂具有以附圖標(biāo)記9和10表示的樞軸， 以當(dāng)臂的近端11連接到諸如LHD或類(lèi)似類(lèi)型的采礦車(chē)輛的支撐車(chē)時(shí)，使導(dǎo) 向框架2可以做萬(wàn)向移動(dòng)。
在表面處，ODC切割頭距離車(chē)輛位于圖5中所示的位置處。萬(wàn)向臂可 以使導(dǎo)向框架上下、左右移動(dòng)，以將切割頭位于任何需要的位置處。 一旦 已經(jīng)設(shè)定了位置，導(dǎo)向框架可以旋轉(zhuǎn)通過(guò)360度，使得可以垂直于礦脈傾 角而取得樣品。 一旦已經(jīng)設(shè)定了所需的位置和角度，六個(gè)可伸縮臂5抵靠 巷道的側(cè)部延伸，以剛性地定位導(dǎo)向框架5?，F(xiàn)在切割工具已經(jīng)準(zhǔn)備好取 得巖石樣品。
可以例如利用類(lèi)似于長(zhǎng)槽布袋12 (圖6)以任何傳統(tǒng)方式采集由振動(dòng) 盤(pán)式切割機(jī)切下的巖石樣品，所述長(zhǎng)槽布袋直接安裝在導(dǎo)向框架2下方， 并且被定位成捕獲從ODC切割頭落下的巖石碎片。
作為將巖石樣品采集在袋子12內(nèi)的可選的(或者附加的)方案，所述 設(shè)備可以設(shè)置有真空系統(tǒng)，所述真空系統(tǒng)具有真空電動(dòng)機(jī)和容器13，所述 容器從位于ODC切割頭l周?chē)虮欢ㄎ怀上噜徦鯫DC切割頭的噴嘴15通 過(guò)真空管14供給。真空管道14可以是柔性的或者可以是剛性的，并且設(shè)置 有轉(zhuǎn)環(huán)16，當(dāng)導(dǎo)向框架2被操縱到適當(dāng)位置時(shí)，所述轉(zhuǎn)環(huán)允許在管14中移 動(dòng)。
在使用中， 一旦導(dǎo)向框架2已經(jīng)被定位成沿期望的方位平行于待取樣 的巖石表面，并且通過(guò)操作六個(gè)可伸縮臂5以接合巷道的相鄰所述表面的 側(cè)壁而被牢牢地鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢?，ODC切割頭被啟動(dòng)，并沿著線性路徑 移動(dòng)，從而在巖石表面內(nèi)切割均勻?qū)挾群蜕疃鹊臏喜邸?br> 在巖石表面不平坦的地方，ODC可以首先在定位好的巖石表面上通 過(guò)，以通過(guò)從所述表面移除高部位而在不規(guī)則的表面上切割平坦的路徑。 然后，ODC可以被設(shè)定到更深的深度，以沿著在先前通過(guò)的路徑中產(chǎn)生的 路徑切割所需的恒定深度的溝槽。通過(guò)采集僅由振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)切割被控制橫截面的溝槽而得到巖屑， 可以得到所需量和組分的樣品，以精確地分析在表面中暴露的巖石。
通過(guò)將根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備安裝在地下采礦車(chē)輛上，可以快速進(jìn)行取 樣，并且不必對(duì)采礦作業(yè)產(chǎn)生不必要的中斷。在可能僅僅只有用于進(jìn)行必 要采樣的很短的時(shí)窗的大部分采礦過(guò)程的情況下這是非常重要的。
相對(duì)于現(xiàn)有方法，本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)限制人員和設(shè)備需 要處于在鄰近任何頂板錨桿支護(hù)操作前面的巖石表面的危險(xiǎn)區(qū)的時(shí)間實(shí) 現(xiàn)了安全性能。
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權(quán)利要求
1.一種用于從巖石表面切割巖石樣品的設(shè)備，包括細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件；振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)，所述振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)被安裝成用于沿著所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件直線移動(dòng)；和安裝裝置，所述安裝裝置能夠操作以相對(duì)于相鄰的巖石表面將所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件定位和保持在期望的位置，使得所述振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)能夠沿著所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件移動(dòng)，以在所述巖石表面內(nèi)切割被控制寬度和深度的溝槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置能夠操 作以沿著所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述安裝裝置包括多個(gè)臂， 所述多個(gè)臂安裝在所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件上，并且能夠延伸以接合鄰近的巖石表 面。
4. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件包括 一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)軌，并且所述振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)安裝在適于沿著所述導(dǎo)軌移動(dòng) 的滑架上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述導(dǎo)軌安裝在細(xì)長(zhǎng)通道內(nèi)， 所述細(xì)長(zhǎng)通道具有朝向相鄰的所述巖石表面的一個(gè)表面開(kāi)口。
6. —種適于在地下礦井中使用的、根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述 的設(shè)備，其中，所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件通過(guò)轉(zhuǎn)接框架連接到礦井車(chē)輛，所述轉(zhuǎn)接 框架被布置成相對(duì)于相鄰的巖石表面將所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件定位在期望的位 置。
7. —種在地下礦井中取得用于分析目的的巖石樣品的方法，包括以 下步驟-提供根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)限定的類(lèi)型的設(shè)備； 在將被切割的巖石表面上將所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件定位在期望的位置； 通過(guò)操作所述安裝裝置以接合相鄰的巖石壁而將所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件保 持在所述期望的位置；沿著所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向件操作所述振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)，以在所述巖石表面內(nèi)切割被控制寬度和深度的溝槽；以及 從所述溝槽采集巖石切片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，包括以下步驟在沿著用于樣品采集的路徑切割溝槽之前，使已定位的所述振動(dòng)盤(pán)式 切割機(jī)首先在所述巖石表面上通過(guò)，以通過(guò)移除高部位而在不規(guī)則的表面 上切割平坦的路徑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)(ODC)。本發(fā)明使用振動(dòng)盤(pán)式切割機(jī)以控制的方式下切割用于分析目的的巖石。ODC(1)安裝在通常為開(kāi)口的盒狀通道(2)形式的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向框架內(nèi)。ODC位于滑架(3)上，所述滑架本身安裝在通道(2)中的導(dǎo)軌(4)上。所述設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置可操作以沿著導(dǎo)軌(4)以直線方式驅(qū)動(dòng)滑架(3)，使得導(dǎo)軌(4)限定切割路徑。ODC在巖石表面內(nèi)切割被控制寬度和深度的溝槽，從而產(chǎn)生可以用于精確分析巖石表面的巖石碎片。
文檔編號(hào)E21C25/16GK101663461SQ200880003171
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者保羅·J·A·萊夫, 官志強(qiáng), 穆拉利加內(nèi)什·西瓦都拉尹 申請(qǐng)人:Cmte開(kāi)發(fā)有限公司