一種用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，包括底盤(pán)、安裝在底盤(pán)上的駕駛室和懸臂（9），以及安裝在懸臂（9）頂端的切割頭（6），所述的懸臂（9）上安裝有至少一個(gè)沖擊裝置（5），所述的沖擊裝置（5）中安裝有可伸出縮回做沖擊運(yùn)動(dòng)的沖擊頭（8），所述的沖擊頭（8）能伸到所述的切割頭（6）前方。本發(fā)明在傳統(tǒng)懸臂式掘進(jìn)機(jī)切削破巖的功能基礎(chǔ)上，增加了沖擊破巖功能，使得破巖能力、適用范圍和效率大幅度提升；并用輪胎自行式鏟運(yùn)機(jī)底盤(pán)代替履帶式掘進(jìn)機(jī)的底盤(pán)，使得行走機(jī)構(gòu)更加靈活輕便，尤其是能夠更好的適應(yīng)地下礦山深部硬巖開(kāi)采中作業(yè)面狹小復(fù)雜的環(huán)境。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種掘進(jìn)機(jī)，尤其涉及一種底盤(pán)為鏟運(yùn)機(jī)底盤(pán)，破巖方式為沖擊、切削組合破巖的掘進(jìn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著淺部礦產(chǎn)資源的逐漸枯竭，向礦山深部尋找資源成為必然趨勢(shì)。深部高溫、高應(yīng)力、高巖溶水壓和采礦活動(dòng)擾動(dòng)等“三高一擾動(dòng)”的特點(diǎn)使得其巖石所處環(huán)境比較復(fù)雜，巖爆、分區(qū)破裂、突水等深部災(zāi)害頻發(fā)，開(kāi)采難度大大高于淺部開(kāi)采。深部巖體儲(chǔ)存有大量能量，在外界擾動(dòng)下可誘發(fā)其能量釋放，此特點(diǎn)一方面可以引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，另一方面可以利用巖體的高應(yīng)力特點(diǎn)進(jìn)行誘導(dǎo)致裂、破碎硬巖。所以有必要從硬巖破巖機(jī)理、巖層誘導(dǎo)致裂方法、礦石機(jī)械開(kāi)采設(shè)備等方面進(jìn)行全方位的研究，實(shí)現(xiàn)非煤礦山硬巖開(kāi)采的機(jī)械化連續(xù)作業(yè)，克服鉆爆法在硬巖深部礦山容易誘發(fā)災(zāi)害的現(xiàn)狀。機(jī)械化采礦目前主要用在煤炭開(kāi)采，因煤炭礦床為沉積礦床，具有平緩、規(guī)則的產(chǎn)狀特點(diǎn)，硬度小，可用機(jī)械連續(xù)切害I]。早在上世紀(jì)末煤礦等軟巖礦山就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化連續(xù)開(kāi)采，現(xiàn)如今部分礦山個(gè)別工作面甚至已實(shí)現(xiàn)了無(wú)人智能化開(kāi)采。有鑒于此，英、法等礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的一些專(zhuān)家，從長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)出發(fā)，極力推崇用類(lèi)似采煤機(jī)的連續(xù)切割機(jī)進(jìn)行采礦，并提出用連續(xù)切割礦巖設(shè)備來(lái)取代傳統(tǒng)的、基于爆破的硬巖礦米礦工藝，一些外國(guó)公司也投入巨資來(lái)開(kāi)發(fā)機(jī)械切割破巖的采礦機(jī)、掘進(jìn)機(jī)。目前三一集團(tuán)等生產(chǎn)的掘進(jìn)機(jī)已可在硬度系數(shù)12的巖體中掘挖。同時(shí)，有腐蝕性射流鑿巖的鉆進(jìn)型采礦機(jī)，類(lèi)似隧道掘進(jìn)機(jī)的移動(dòng)式采礦機(jī)等問(wèn)世。此外，瑞典Atlas Copco公司與Bofiden米礦公司等聯(lián)合研制出DBMN7050米礦機(jī)并進(jìn)行了試驗(yàn)，南非研制出液壓沖擊式連續(xù)采掘機(jī)，德國(guó)Wirth公司與加拿大HDPK采礦研究中心聯(lián)合研制出了四臂式的CM連續(xù)采礦機(jī)，美國(guó)Robbins公司研制了巷道掘進(jìn)式的移動(dòng)采礦機(jī)，取得了一定的成就?？傮w看來(lái)，以截齒切削破巖為主的懸臂式掘進(jìn)機(jī)被普遍認(rèn)為是比較適合用于非煤礦山的連續(xù)開(kāi)采機(jī)械。
[0003]但是由于非煤礦山礦巖硬度系數(shù)大，傳統(tǒng)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)其截齒切削破巖時(shí)不僅截齒消耗磨損嚴(yán)重，而且粉塵大，尤其遇到較完整的巖體時(shí)，單獨(dú)的截齒切削破巖其經(jīng)濟(jì)適用性更是大打折扣。已有的研究和實(shí)踐表明:當(dāng)巖體節(jié)理較豐富時(shí)，宜用切削破巖方式破巖；而巖體較完整時(shí)，則采用沖擊破巖方式更經(jīng)濟(jì)合理。實(shí)際工程中，兩種巖體是交相存在的?？梢?jiàn)，如果發(fā)明一種集沖擊和切削兩種破巖方式于一身的破巖設(shè)備，面對(duì)不同巖體可以靈活采用不同破巖方式，那么就可以很好的解決硬巖連續(xù)開(kāi)采中所遇到的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能面對(duì)不同巖體靈活采用不同破巖方式的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，包括底盤(pán)、安裝在底盤(pán)上的駕駛室和懸臂，以及安裝在懸臂頂端的切割頭，所述的懸臂上安裝有至少一個(gè)沖擊裝置，所述的沖擊裝置中安裝有可伸出縮回做沖擊運(yùn)動(dòng)的沖擊頭，所述的沖擊頭能伸到所述的切割頭前方。
[0006]所述的沖擊裝置為三組，分別安裝在所述的懸臂的兩側(cè)和頂部。
[0007]所述的沖擊裝置包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)輪、導(dǎo)向管和沖擊頭，所述的傳動(dòng)輪與所述的電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接，所述的固定塊安裝在所述的傳動(dòng)輪，所述的沖擊頭與所述的固定塊之間通過(guò)三根軸和兩個(gè)球鉸式萬(wàn)向聯(lián)軸器相連，所述的沖擊頭套裝在所述的導(dǎo)向管中水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述的傳動(dòng)輪與所述的電動(dòng)機(jī)同軸傳動(dòng)連接。
[0009]所述的沖擊頭伸到所述的切割頭前方Ocm?20cm。
[0010]所述的懸臂的后端鉸接在所述的底盤(pán)上，所述的懸臂與所述的底盤(pán)之間連接有液壓桿。
[0011]所述的駕駛室為全封閉式駕駛室，所述的全封閉式駕駛室的左右兩側(cè)和前方均安裝有觀察窗。
[0012]所述的底盤(pán)為輪胎自行式底盤(pán)。
[0013]采用上述技術(shù)方案的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，破巖裝置由切割頭和沖擊裝置兩部分組成，破巖時(shí)切割頭做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其外圍布置的截齒隨其旋轉(zhuǎn)切削破巖。沖擊裝置包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)輪和沖擊頭，電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)輪安裝在懸臂內(nèi)，電動(dòng)機(jī)經(jīng)蓄電池供電啟動(dòng)后與其同軸相連的傳動(dòng)輪隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)其上的固定塊、球鉸式萬(wàn)向聯(lián)軸器和軸將傳動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為沖擊頭的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即沖擊頭可以沿著平行于懸臂軸向的方向伸出縮回做沖擊運(yùn)動(dòng)，沖擊頭伸出切割頭的長(zhǎng)度范圍為Ocm?20cm，頻率為20次/min?80次/min。工作時(shí)切割頭旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)截齒進(jìn)行切削破巖，沖擊裝置可以根據(jù)前方巖體的破碎程度有選擇的帶動(dòng)沖擊頭進(jìn)行沖擊破巖，具體為:當(dāng)前方巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育時(shí)采用截齒切削破巖為主；當(dāng)前方巖體較完整時(shí)，采用沖擊頭先沖擊，使巖體產(chǎn)生裂隙，然后再用截齒進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)切削、沖擊組合破巖。
[0014]本發(fā)明主要優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明在傳統(tǒng)懸臂式掘進(jìn)機(jī)切削破巖的功能基礎(chǔ)上，增加了沖擊破巖功能，使得破巖能力、適用范圍和效率大幅度提升；并用軸推力大的輪胎自行式鏟運(yùn)機(jī)底盤(pán)代替履帶式掘進(jìn)機(jī)底盤(pán)，使得行走機(jī)構(gòu)更加靈活，尤其是能夠更好的適應(yīng)地下礦山深部硬巖開(kāi)采中作業(yè)面狹小復(fù)雜的環(huán)境；同時(shí)，全封閉駕駛室可保護(hù)司機(jī)免受破碎巖石和粉塵的危害，且左右兩側(cè)和前方均安裝的觀察窗便于司機(jī)觀察周?chē)闆r。
[0015]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能面對(duì)不同巖體靈活采用不同破巖方式的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，包括破巖效率更高、更適合礦井下行走、對(duì)操作人員有更好防護(hù)等。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明整體主視圖。
[0017]圖2為本發(fā)明整體俯視圖。
[0018]圖3為懸臂右側(cè)沖擊裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主視圖。
[0019]圖4為懸臂右側(cè)沖擊裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)左視圖。
[0020]圖5為懸臂右側(cè)沖擊裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖。【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]參見(jiàn)圖1和圖2，底盤(pán)為軸推力較大、行走機(jī)構(gòu)較靈活的輪胎自行式鏟運(yùn)機(jī)的輪胎自行式底盤(pán)I，輪胎自行式底盤(pán)I上設(shè)有駕駛室，懸臂9連接在輪胎自行式底盤(pán)I上，懸臂9安裝有沖擊裝置5，沖擊裝置5中安裝有可伸出縮回做沖擊運(yùn)動(dòng)的沖擊頭8，沖擊頭8伸到切割頭6前方，切割頭6安裝在懸臂9的頂端，切割頭6上以一定規(guī)律布置有截齒7。
[0023]優(yōu)選地，沖擊裝置5為三組，分別安裝在懸臂9的兩側(cè)和頂部。
[0024]參見(jiàn)圖3、圖4和圖5，具體地，沖擊裝置5包括電動(dòng)機(jī)12、傳動(dòng)輪11、導(dǎo)向管10和沖擊頭8，電動(dòng)機(jī)12由安裝在輪胎自行式底盤(pán)I中的蓄電池帶動(dòng)，傳動(dòng)輪11與電動(dòng)機(jī)12傳動(dòng)連接，優(yōu)選地，傳動(dòng)輪11與電動(dòng)機(jī)12同軸傳動(dòng)連接，固定塊13安裝在傳動(dòng)輪11，沖擊頭8與固定塊13之間通過(guò)三根軸15和兩個(gè)球鉸式萬(wàn)向聯(lián)軸器14相連，沖擊頭8套裝在導(dǎo)向管10中水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，沖擊頭8伸到切割頭6前方Ocm?20cm，頻率為20次/min?80次/min。
[0025]優(yōu)選地，懸臂9的后端鉸接在輪胎自行式底盤(pán)I上，懸臂9與輪胎自行式底盤(pán)I之間連接有液壓桿4，懸臂9在液壓桿4的控制下作前、后、上、下的位置調(diào)整。
[0026]優(yōu)選地，駕駛室為全封閉式駕駛室3，保護(hù)司機(jī)免受破碎巖石和粉塵的危害，全封閉式駕駛室3的左右兩側(cè)和前方均安裝有觀察窗2，便于司機(jī)觀察周?chē)闆r。
[0027]參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，破巖部位由切割頭6和沖擊裝置5兩部分組成。工作時(shí)切割頭6旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)截齒7進(jìn)行切削破巖，沖擊裝置5可以根據(jù)前方巖體的破碎程度有選擇的帶動(dòng)沖擊頭8進(jìn)行沖擊破巖，具體為:當(dāng)前方巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育時(shí)采用截齒7切削破巖為主；當(dāng)前方巖體較完整時(shí)，采用沖擊頭8先沖擊，使巖體產(chǎn)生裂隙，然后再利用截齒7進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)沖擊、切削組合破巖。
[0028]參見(jiàn)圖3、圖4和圖5，電動(dòng)機(jī)12經(jīng)蓄電池供電啟動(dòng)后，與其同軸的傳動(dòng)輪11做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)其上的固定塊13、球鉸式萬(wàn)向聯(lián)軸器14和軸15將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為沖擊頭8的沿導(dǎo)向管10的往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)沖擊破巖。
【權(quán)利要求】
1.一種用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，包括底盤(pán)、安裝在底盤(pán)上的駕駛室和懸臂(9)，以及安裝在懸臂(9)頂端的切割頭(6)，其特征在于:所述的懸臂(9)上安裝有至少一個(gè)沖擊裝置(5)，所述的沖擊裝置(5)中安裝有可伸出縮回做沖擊運(yùn)動(dòng)的沖擊頭(8)，所述的沖擊頭(8)能伸到所述的切割頭(6)前方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述的沖擊裝置(5)為三組，分別安裝在所述的懸臂(9)的兩側(cè)和頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述的沖擊裝置(5)包括電動(dòng)機(jī)(12)、傳動(dòng)輪(11)、導(dǎo)向管(10)和沖擊頭(8)，所述的傳動(dòng)輪(11)與所述的電動(dòng)機(jī)(12)傳動(dòng)連接，所述的固定塊(13)安裝在所述的傳動(dòng)輪(11)，所述的沖擊頭(8)與所述的固定塊(13)之間通過(guò)三根軸(15)和兩個(gè)球鉸式萬(wàn)向聯(lián)軸器(14)相連，所述的沖擊頭(8)套裝在所述的導(dǎo)向管(10)中水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述的傳動(dòng)輪(11)與所述的電動(dòng)機(jī)(12)同軸傳動(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述的沖擊頭(8)伸到所述的切割頭(6)前方Ocm?20cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述的懸臂(9)的后端鉸接在所述的底盤(pán)上，所述的懸臂(9)與所述的底盤(pán)之間連接有液壓桿⑷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述的駕駛室為全封閉式駕駛室(3)，所述的全封閉式駕駛室(3)的左右兩側(cè)和前方均安裝有觀察窗(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于硬巖礦開(kāi)采的沖擊輔助式掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述的底盤(pán)為輪胎自行式底盤(pán)(I)。
【文檔編號(hào)】E21C29/22GK103790584SQ201410071993
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】周子龍, 李夕兵, 吳志波, 徐紅承, 何中國(guó) 申請(qǐng)人:中南大學(xué)