一种井下采矿使用的脉冲水枪采矿设备
阅读说明：本技术 一种井下采矿使用的脉冲水枪采矿设备 (Pulse water gun mining equipment for underground mining ) 是由 翟光阳 于 2021-01-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种井下采矿使用的脉冲水枪采矿设备,包括运转箱以及设置于所述运转箱下侧的移动机构,所述运转箱前侧设有钻取机构、喷射机构、接料机构,本发明结合了钻取设备和喷射头,在行进中同步进行钻孔和高压喷射,有效的提高了采取效率,在高压水枪喷射上使用了脉冲式的喷射模式,经过装置内部增压后,使用了高频次的冲击,极大的减小了被冲下的矿石体积,减少了后续工序的压力,且高频的冲击模式对比传统中一直开启的冲击水枪,极大的减少了水的使用量,从而减少了水量消耗及减少了积水风险；同时本发明实现了处理过程自动化,大大提高了处理效率,节省了劳动力,降低了水枪采矿成本。(The invention discloses pulse water gun mining equipment for underground mining, which comprises a running box and a moving mechanism arranged on the lower side of the running box, wherein a drilling mechanism, a spraying mechanism and a material receiving mechanism are arranged on the front side of the running box; meanwhile, the invention realizes the automation of the treatment process, greatly improves the treatment efficiency, saves the labor force and reduces the mining cost of the water gun.)
技术领域
本发明涉及一种井下采矿使用的脉冲水枪采矿设备，主要涉及采矿相关技术领域。
背景技术
矿是自地壳内和地表开采矿产资源的技术和科学。广义的采矿还包括煤和石油的开采。采矿工业是一种重要的原料工业，金属矿石是冶炼工业的主要原料，非金属矿石是重要的化工原料和建筑材料；
在井下采矿中有一个重要的采矿手段是高压水枪采矿，水枪采矿是以压力水形成的射流冲击破碎岩土的水力采矿机械。主要用于直接冲采次生矿(砂矿)、煤炭和建材砂砾，以及钻孔冲采埋藏浅、厚度小的有色金属和稀有金属砂矿等，此种开采模式通常只能钻采较小和较浅的矿，当需要大面积的矿脉上使用此方法开采时，则需先行使用机械钻孔或者破拆后，再用高压水枪进行冲出从而使得矿石剥离基岩，此过程中工序较多，需要各种机械的相互配合，工程难度较大，不适合大面积的开采作业，且此种方式冲下来的矿石体积较大，提高了后续的破碎加工成本，且用水成本较大不易控制易在井下形成积水，有一定的安全隐患，上述的处理费时费力，效率较低，而且自动化程度不高，针对上述缺点，本发明进行了改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种井下采矿使用的脉冲水枪采矿设备，克服了上述的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明的一种井下采矿使用的脉冲水枪采矿设备，包括运转箱以及设置于所述运转箱下侧的移动机构，所述运转箱前侧设有钻取机构、喷射机构、接料机构，所述运转箱后侧设有动力机构，所述运转箱中设有运转腔，所述运转腔中设有脉冲机构、传动机构、降尘机构；
所述钻取机构包括位于所述运转腔左壁上的动力轴，所述动力轴右端位于所述运转腔内连接有一个旋转的动力副皮带轮，所述动力轴左端延伸至所述运转箱左侧的端部设有向左开口的动力轴腔，所述动力轴腔内滑动设有轴心杆，所述轴心杆右侧通过弹簧弹性连接所述动力轴腔右壁，所述轴心杆左端延伸至所述动力轴腔外侧连接有钻头，所述轴心杆与所述动力轴动力连接，所述钻头左侧均匀设有钻刀，所述钻刀旋转时能够在矿石上钻取所需的孔洞，所述动力轴位于所述运转箱左侧一段上旋转连接有螺纹轴套，所述螺纹轴套上螺纹连接有螺母，所述螺母上下对称设有固定于所述运转箱左侧的固定板，所述固定板能够使所述螺纹轴套在旋转时所述螺母不随之旋转而是在所述固定板侧面上滑动，所述螺母左侧设有螺母杆，所述螺母杆左端连接有与所述钻头右侧抵接的螺母推块，当所述动力副皮带轮正转时，所述钻刀就能够向左侧旋转移动开取所需的孔洞；
所述脉冲机构包括位于所述运转腔顶壁上固定设有脉冲箱，所述脉冲箱内设有脉冲腔，所述脉冲腔内滑动设有脉冲滑芯，所述脉冲滑芯下侧设有延伸至所述螺纹轴套下侧的脉冲滑杆，所述脉冲箱下侧固定设有固定滑板，所述固定滑板右侧滑动设有上下周期性滑动的滑动块，所述滑动块上侧连接所述脉冲滑杆，所述脉冲腔左右两壁上连接有相同的两个单向阀，所述单向阀内设有单向阀腔所述单向阀腔内滑动设有单向阀芯，所述单向阀芯一侧通过弹簧弹性连接所述单向阀腔的内壁，左侧所述单向阀左端连接有延伸至所述运转箱左侧的出水管，右侧所述单向阀右端连接有延伸至所述运转箱右侧的进水管，当所述滑动块向下移动时，所述进水管会从外界吸入水分进入所述脉冲腔中，反转所述滑动块向上时，所述脉冲腔中的水会压入所述出水管中，随着所述滑动块的周期性移动，使得出水管喷出的水呈现脉冲的形式出来；
所述喷射机构包括所述出水管，所述出水管左端连接有上下对称的两个喷射管，所述喷射管穿过所述固定板从左端穿出，所述喷射管的左端通过连接条固定于所述螺母杆上，所述螺母杆不参与所述钻头及所述动力轴的旋转，在工作过程中能够将所述喷射管端部带入所述钻刀钻成的孔洞中，所述喷射管使用所述脉冲机构产生的脉冲高压水柱，将矿脉上的矿石击碎击落，从而达到减小矿石体积的目的。
进一步的，所述接料机构，包括位于所述运转腔底壁上的收料传送带，所述收料传送带左端延伸至所述运转腔左侧，位置与所述钻取机构对应，当矿石被冲落下时，就能够通过收料传送带运至所述运转腔中，所述运转箱左侧设有旋转座，所述旋转座上旋转设有连接杆，所述连接杆端部旋转连接所述收料传送带，所述运转箱底壁上设有限位块，所述限位块能够使得所述收料传送带的左端保持水平位置，所述连接杆左侧设有推动杆，所述推动杆左端旋转连接有转向轮，当下侧所述喷射管的冲击不能将矿面上的矿石完全冲下时，所述转向轮接触矿石表面，在所述限位块的限位下，向上旋转，从而进入冲击产生的孔洞中，使得后续的矿石被所述收料传送带运入所述运转腔内，所述运转箱右侧固定设有位置与所述收料传送带对应的雾化头，所述收料传送带运入所述运转腔中的矿石最终送入所述雾化头中完成收集。
进一步的，所述移动机构包括位于所述运转箱下侧前后左右对称设置的四个轮胎架，所述轮胎架下侧通过轮胎轴旋转连接有轮胎，所述轮胎后端设有能够旋转的移动副皮带轮，通过所述移动副皮带轮的正反转能够带动装置整体前进或者后退。
进一步的，所述降尘机构包括连接于所述进水管后侧的喷洒水管，所述喷洒水管上设有旋转阀，所述旋转阀内旋转设有旋转阀芯，所述旋转阀芯后侧通过阀芯杆连接有能够旋转的阀芯副皮带轮，通过所述阀芯副皮带轮的旋转就能够控制所述旋转阀中对所述喷洒水管的控制，所述喷洒水管下端连接有分水器，所述分水器下侧均匀设有收集箱，当所述旋转阀芯处于开启状态时，所述进水管中水就能够通过收集箱均匀的喷洒在所述收料传送带上的矿石上，从而减少扬尘，保护周围人员的安全。
进一步的，所述动力机构包括位于所述运转箱后侧的支撑板，所述支撑板上固定设有电机，所述电机前侧旋转设有主轴，所述主轴前端延伸至所述运转腔内，所述主轴在所述运转箱后侧一段上设有移动主皮带轮，所述移动主皮带轮下侧通过移动皮带连接所述移动副皮带轮，所述电机为所述移动机构进退提供动力，
进一步的，所述传动机构包括所述主轴，所述主轴在所述运转腔内连接有轴套，所述轴套上设有上下对称的卡齿，所述卡齿一侧通过弹簧弹性连接于所述轴套，所述卡齿上侧动力连接有阀芯主皮带轮，所述阀芯主皮带轮上侧通过阀芯皮带连接阀芯副皮带轮为其提供动力，当所述主轴处于正转时，所述卡齿与所述阀芯主皮带轮非动力连接，所述旋转阀芯不发生旋转，反之所述主轴反转则所述旋转阀芯发生旋转所述喷洒水管中通入水分，所述主轴上设有主动轮，所述主动轮左侧啮合连接有被动锥齿轮，所述被动锥齿轮左侧连接有左端旋转连接于所述运转腔上的传动轴，所述传动轴上设有动力主皮带轮，所述动力主皮带轮上侧通过动力皮带连接所述动力副皮带轮，从而将所述主轴的动力传到所述钻刀上供其钻孔，所述主动轮下侧啮合连接有蜗杆齿轮，所述蜗杆齿轮设有固定于所述运转腔后壁上的底板，所述底板上旋转设有上端连接于所述蜗杆齿轮的蜗杆轴，所述蜗杆轴上设有蜗杆，所述蜗杆前侧连接有涡轮，所述底板上设有竖杆，所述竖杆上滑动设有滑动推杆，所述滑动推杆右侧啮合连接于所述涡轮，所述主轴上位于所述滑动推杆上侧滑动设有轴键，所述轴键后侧通过弹簧弹性连接于所述主轴的内侧，所述主轴通过轴键动力连接有转动盘，当所述主轴正转时所述滑动推杆上升，所述轴键与所述转动盘动力连接，反之则所述滑动推杆下降所述转动盘与所述主轴断开动力连接，所述转动盘前侧旋转连接有曲柄，所述曲柄上侧旋转连接有连杆，所述连杆上端旋转连接于所述滑动块的下端，当所述转动盘旋转时就能够带动所述滑动块上下移动，为所述脉冲机构提供动力。
本发明的有益效果 ：本发明结合了钻取设备和喷射头，在行进中同步进行钻孔和高压喷射，有效的提高了采取效率，在高压水枪喷射上使用了脉冲式的喷射模式，经过装置内部增压后，使用了高频次的冲击，极大的减小了被冲下的矿石体积，减少了后续工序的压力，且高频的冲击模式对比传统中一直开启的冲击水枪，极大的减少了水的使用量，从而减少了水量消耗及减少了积水风险；同时本发明实现了处理过程自动化，大大提高了处理效率，节省了劳动力，降低了水枪采矿成本。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是图1中A-A的结构示意图。
图3是图2中B-B的放大结构示意图。
图4是图1中C-C的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-4对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
结合附图 1-4所述的一种井下采矿使用的脉冲水枪采矿设备，包括运转箱10以及设置于所述运转箱10下侧的移动机构100，所述运转箱10前侧设有钻取机构101、喷射机构102、接料机构103，所述运转箱10后侧设有动力机构104，所述运转箱10中设有运转腔11，所述运转腔11中设有脉冲机构105、传动机构106、降尘机构107；
所述钻取机构101包括位于所述运转腔11左壁上的动力轴79，所述动力轴79右端位于所述运转腔11内连接有一个旋转的动力副皮带轮78，所述动力轴79左端延伸至所述运转箱10左侧的端部设有向左开口的动力轴腔47，所述动力轴腔47内滑动设有轴心杆46，所述轴心杆46右侧通过弹簧弹性连接所述动力轴腔47右壁，所述轴心杆46左端延伸至所述动力轴腔47外侧连接有钻头43，所述轴心杆46与所述动力轴79动力连接，所述钻头43左侧均匀设有钻刀44，所述钻刀44旋转时能够在矿石上钻取所需的孔洞，所述动力轴79位于所述运转箱10左侧一段上旋转连接有螺纹轴套41，所述螺纹轴套41上螺纹连接有螺母39，所述螺母39上下对称设有固定于所述运转箱10左侧的固定板38，所述固定板38能够使所述螺纹轴套41在旋转时，使所述螺母39不随之旋转，而是在所述固定板38侧面上滑动，所述螺母39左侧设有螺母杆40，所述螺母杆40左端连接有与所述钻头43右侧抵接的螺母推块45，当所述动力副皮带轮78正转时，所述钻刀44就能够向左侧旋转移动开取所需的孔洞；
所述脉冲机构105包括位于所述运转腔11顶壁上固定设有脉冲箱53，所述脉冲箱53内设有脉冲腔54，所述脉冲腔54内滑动设有脉冲滑芯55，所述脉冲滑芯55下侧设有延伸至所述5螺纹轴套41下侧的脉冲滑杆57，所述脉冲箱53下侧固定设有固定滑板56，所述固定滑板56右侧滑动设有上下周期性滑动的滑动块58，所述滑动块58上侧连接所述脉冲滑杆57，所述脉冲腔54左右两壁上连接有相同的两个单向阀50，所述单向阀50内设有单向阀腔51所述单向阀腔51内滑动设有单向阀芯52，所述单向阀芯52一侧通过弹簧弹性连接所述单向阀腔51的内壁，左侧所述单向阀50左端连接有延伸至所述运转箱10左侧的出水管49，右侧所述单向阀50右端连接有延伸至所述运转箱10右侧的进水管61，当所述滑动块58向下移动时，所述进水管61会从外界吸入水分进入所述脉冲腔54中，反转所述滑动块58向上时，所述脉冲腔54中的水会压入所述出水管49中，随着所述滑动块58的周期性移动，使得出水管49喷出的水呈现脉冲的形式出来；
所述喷射机构102包括所述出水管49，所述出水管49左端连接有上下对称的两个喷射管48，所述喷射管48穿过所述固定板38从左端穿出，所述喷射管48的左端通过连接条42固定于所述螺母杆40上，所述螺母杆40不参与所述钻头43及所述动力轴79的旋转，在工作过程中能够将所述喷射管48端部带入所述钻刀44钻成的孔洞中，所述喷射管48使用所述脉冲机构105产生的脉冲高压水柱，将矿脉上的矿石击碎击落，从而达到减小矿石体积的目的。
有益地，所述接料机构103，包括位于所述运转腔11底壁上的收料传送带19，所述收料传送带19左端延伸至所述运转腔11左侧，位置与所述钻取机构101对应，当矿石被冲落下时，就能够通过收料传送带19运至所述运转腔11中，所述运转箱10左侧设有旋转座27，所述旋转座27上旋转设有连接杆28，所述连接杆28端部旋转连接所述收料传送带19，所述运转箱10底壁上设有限位块26，所述限位块26能够使得所述收料传送带19的左端保持水平位置，所述连接杆28左侧设有推动杆29，所述推动杆29左端旋转连接有转向轮30，当下侧所述喷射管48的冲击不能将矿面上的矿石完全冲下时，所述转向轮30接触矿石表面，在所述限位块26的限位下，向上旋转，从而进入冲击产生的孔洞中，使得后续的矿石被所述收料传送带19运入所述运转腔11内，所述运转箱10右侧固定设有位置与所述收料传送带19对应的雾化头17，所述收料传送带19运入所述运转腔11中的矿石最终送入所述雾化头17中完成收集。
有益地，所述移动机构100包括位于所述运转箱10下侧前后左右对称设置的四个轮胎架20，所述轮胎架20下侧通过轮胎轴21旋转连接有轮胎22，所述轮胎22后端设有能够旋转的移动副皮带轮68，通过所述移动副皮带轮68的正反转能够带动装置整体前进或者后退。
有益地，所述降尘机构107包括连接于所述进水管61后侧的喷洒水管12，所述喷洒水管12上设有旋转阀13，所述旋转阀13内旋转设有旋转阀芯14，所述旋转阀芯14后侧通过阀芯杆62连接有能够旋转的阀芯副皮带轮63，通过所述阀芯副皮带轮63的旋转就能够控制所述旋转阀13中对所述喷洒水管12的控制，所述喷洒水管12下端连接有分水器16，所述分水器16下侧均匀设有收集箱18，当所述旋转阀芯14处于开启状态时，所述进水管61中水就能够通过收集箱18均匀的喷洒在所述收料传送带19上的矿石上，从而减少扬尘，保护周围人员的安全。
有益地，所述动力机构104包括位于所述运转箱10后侧的支撑板66，所述支撑板66上固定设有电机64，所述电机64前侧旋转设有主轴36，所述主轴36前端延伸至所述运转腔11内，所述主轴36在所述运转箱10后侧一段上设有移动主皮带轮67，所述移动主皮带轮67下侧通过移动皮带25连接所述移动副皮带轮68，所述电机64为所述移动机构100进退提供动力，
有益地，所述传动机构106包括所述主轴36，所述主轴36在所述运转腔11内连接有轴套77，所述轴套77上设有上下对称的卡齿76，所述卡齿76一侧通过弹簧弹性连接于所述轴套77，所述卡齿76上侧动力连接有阀芯主皮带轮65，所述阀芯主皮带轮65上侧通过阀芯皮带15连接阀芯副皮带轮63为其提供动力，当所述主轴36处于正转时，所述卡齿76与所述阀芯主皮带轮65非动力连接，所述旋转阀芯14不发生旋转，反之所述主轴36反转则所述旋转阀芯14发生旋转所述喷洒水管12中通入水分，所述主轴36上设有主动轮75，所述主动轮75左侧啮合连接有被动锥齿轮34，所述被动锥齿轮34左侧连接有左端旋转连接于所述运转腔11上的传动轴31，所述传动轴31上设有动力主皮带轮32，所述动力主皮带轮32上侧通过动力皮带33连接所述动力副皮带轮78，从而将所述主轴36的动力传到所述钻刀44上供其钻孔，所述主动轮75下侧啮合连接有蜗杆齿轮74，所述蜗杆齿轮74设有固定于所述运转腔11后壁上的底板23，所述底板23上旋转设有上端连接于所述蜗杆齿轮74的蜗杆轴73，所述蜗杆轴73上设有蜗杆72，所述蜗杆72前侧连接有涡轮70，所述底板23上设有竖杆24，所述竖杆24上滑动设有滑动推杆69，所述滑动推杆69右侧啮合连接于所述涡轮70，所述主轴36上位于所述滑动推杆69上侧滑动设有轴键71，所述轴键71后侧通过弹簧弹性连接于所述主轴36的内侧，所述主轴36通过轴键71动力连接有转动盘35，当所述主轴36正转时所述滑动推杆69上升，所述轴键71与所述转动盘35动力连接，反之则所述滑动推杆69下降所述转动盘35与所述主轴36断开动力连接，所述转动盘35前侧旋转连接有曲柄60，所述曲柄60上侧旋转连接有连杆59，所述连杆59上端旋转连接于所述滑动块58的下端，当所述转动盘35旋转时就能够带动所述滑动块58上下移动，为所述脉冲机构105提供动力。
整个装置的机械动作的顺序 ：
1．电机64启动通过主轴36、移动主皮带轮67、移动皮带25、移动副皮带轮68、轮胎轴21、轮胎22带动装置整体来到开采面；
2．主轴36通过主动轮75、被动锥齿轮34、传动轴31、动力主皮带轮32、动力皮带33、动力副皮带轮78、动力轴79、轴心杆46、钻头43、钻刀44开始旋转，同时动力轴79带动螺纹轴套41、螺母39、螺母杆40、螺母推块45将钻头43向前推进开始钻孔；
3．同时主动轮75通过蜗杆齿轮74、蜗杆轴73、蜗杆72、涡轮70、滑动推杆69使得轴键71向前连接主轴36与转动盘35，此时转动盘35发生旋转通过曲柄60、连杆59、滑动块58、脉冲滑杆57、脉冲滑芯55进行上下移动；
4．当脉冲滑芯55向下时进水管61内的水推开右侧单向阀芯52，通过右侧单向阀腔51进入脉冲腔54内，当脉冲滑芯55向上时脉冲腔54内的水推开左侧单向阀芯52通过左侧的单向阀腔51进入出水管49中，出水管49中的水通过喷射管48向上下两个方向以脉冲式的喷出，冲击矿石，此时不仅减少了水量消耗，而且达成减小矿石体积的目的，减少了后续工序的压力；
5．冲击下的矿石会落在收料传送带19上，运输至运转腔11内，而当冲击不完全收料传送带19前侧被矿石挡住时，转向轮30通过推动杆29、连接杆28、限位块26、旋转座27将收料传送带19的一端抬起，防止收料传送带19被矿石卡住；
6．一个点矿石冲击完毕时，电机64反转，通过轮胎22将装置退出，而主轴36在反转时使得滑动推杆69下降，主轴36与转动盘35断开连接，进水管61中的水分发生停留；
7．此时主轴36通过轴套77、卡齿76、阀芯主皮带轮65、阀芯皮带15、阀芯副皮带轮63、阀芯杆62将旋转阀芯14打开，进水管61中的水通过喷洒水管12、分水器16、收集箱18喷洒在收料传送带19上的矿石上，减少了扬尘，而喷洒后的矿石收入雾化头17内等待后续加工；而装置整体复位，等待下一次的运行。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
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