一种井下铝土矿开采装置及其操作方法与流程

本发明属于井下铝土矿开采设备，具体涉及井下铝土矿开采装置，还涉及一种井下铝土矿开采装置的操作方法。

背景技术：

1、现有的井下铝土矿在开采过程中，采用金属矿悬臂式掘进机进行开采，开采过程中，控制截割头向前推进，再进行上下来回靠向一侧进行挖掘，但是铝土矿地质结构复杂，当掘进过程中遇到硬度较大的铝土矿层时，截割头的截齿在高速下与铝土矿层发生撞击，因铝土矿层的硬度突然骤变，在突变的情况下，截齿就会发生高温破坏，甚至脱落以及停机。

2、而且金属矿掘进机掘进过程中，也会产生大量的粉尘，采用常规的煤炭领域用的抽排方式，除尘效果差。公告号为cn204002793u的中国专利公开了一种无尘掘进机，收尘管道的一侧设置在采掘杆的顶部，收尘管道的另一侧与抽风机连通，在收尘管道的顶部安装有喷洒水管，喷洒水管的一侧连接有喷水喷头，喷洒水管的另一侧通过管道与水箱水泵相连通，喷水喷头设置在收尘管道内部，利用抽风机和收尘管道收取采掘时的灰尘，并在收尘管道中利用喷水喷头降尘。但是该装置为单侧布置吸尘结构，且不能喷雾除尘，除尘不够彻底，效果欠佳。

技术实现思路

1、本发明的目的是，提供一种井下铝土矿开采装置及其操作方法，能够有效的起到保护截割齿的作用，避免截割齿损坏，同时，还具有较好的除尘效果。

2、本发明采用的技术方案是，一种井下铝土矿开采装置，包括悬臂式的掘进机本体、喷水管和集尘罩，掘进机本体设置有截割头，截割头连接有伸缩部，伸缩部连接到驱动截割头旋转的变速箱，喷水管采用四根，周向均匀铰接在集尘套左端并在其中部采用液压缸铰接到集尘套上，集尘套套在伸缩部外部且与伸缩部保持同轴布置，集尘套右端与伸缩部保持弹性密封，液压缸伸缩驱动喷水管摆动，喷水管的喷水孔朝向截割头布置，集尘罩采用四片折叠胶皮结构，折叠胶皮结构朝向周向折叠，每片折叠胶皮结构折叠方向两端固定连接在相邻两根喷水管之间且与集尘套左端保持密封，集尘套顶部连接有与其内部连通的排尘管，排尘管通过伸缩架连接到变速箱上方布置的悬臂保护板上，排尘管连接有螺旋伸缩管一，螺旋伸缩管一另一端通过管架固定连接在悬臂保护板且连接到螺旋伸缩管二一端，螺旋伸缩管二另一端连接到排风机的进风口，排风机的出风口通过布袋排风管连接到矿井外。

3、进一步的，上述排风机上盖合有降噪装置，降噪装置包括降噪防尘罩，降噪防尘罩内设置有隔音海绵层，降噪防尘罩两端设置有第一倒立u型缺口和第二倒立u型缺口，第一倒立u型缺口和第二倒立u型缺口分别卡入排风机的进风口和出风口，卡入进风口和出风口后底部采用弹性卡板密封，弹性卡板内侧设置隔音海绵层，降噪防尘罩底部一周设置有密封胶垫，降噪防尘罩底部卡入排风机的安装机架设置的凹槽内。

4、进一步的，上述安装机架通过t型螺栓固定连接减振台上，减振台上设置有减振型腔，减振型腔内放置有大小不一的若干减振钢珠，减振型腔通过地脚螺栓固定连接在安装台上，安装台与减振型腔之间设置有减振胶垫一，减振胶垫一套接在地脚螺栓上，减振台与减振型腔之间设置有减振胶垫二，减振胶垫二套接在t型螺栓上，t型螺栓卡入安装机架的通孔为u型缺口，t型螺栓活动卡入减振台的t型槽并穿过u型缺口后采用螺母锁紧。

5、进一步的，上述喷水管的喷水孔安装有喷淋喷雾喷头，喷水管通过螺旋伸缩管道连接到水泵，水泵安装在掘进机本体上；喷水管和集尘罩的结构满足最大打开角度为90度。

6、进一步的，上述伸缩架包括抱箍、伸缩缸、导向滑轨和导向滑块，抱箍固定连接在排尘管上，导向滑轨左端固定连接在抱箍上，与导向滑轨配合使用的导向滑块固定连接在悬臂保护板上的支撑台上，伸缩缸的缸杆通过l型架固定连接抱箍，伸缩缸的缸座固定连接在支撑台上。

7、进一步的，上述螺旋伸缩管二采用多段短螺旋伸缩管对接而成，在相邻两段短螺旋伸缩管对接处设置有接口，接口包括第一连接环和第二连接环，第一连接环和第二连接环分别固定连接在两段短螺旋伸缩管端部，第一连接环端面通过四根连接柱垂直固定连接有四个限位球，四个限位球沿第一连接环周向均匀布置，第二连接环端面设置有四个弧形的t型槽，t型槽起始一端设置有圆孔，圆孔直径大于限位球直径，四个限位球活动卡入四个t型槽后在t型槽的阻挡作用下，能够实现轴向限位；四个限位球活动卡入四个t型槽后采用锁紧螺杆锁紧，锁紧螺杆一端铰接在第一连接环外缘的连接双耳上，另一端卡入第二连接环上的卡槽后采用螺母锁紧。

8、进一步的，上述螺旋伸缩管二通过挂接结构挂接到巷道一侧顶部，挂接结构包括巷道一侧顶部设置的膨胀型挂钩、拉绳和固定锁，拉绳绕过膨胀型挂钩后一端固定连接在设置在螺旋伸缩管二的接口上的挂孔，另一端将螺旋伸缩管二拉到设定位置后固定连接在固定锁上，每个接口处均设置膨胀型挂钩、拉绳和固定锁悬挂固定形成螺旋伸缩管二整体的支撑结构。

9、进一步的，上述固定锁包括缠绕盘，缠绕盘一侧设置有倒立l型安装板，倒立l型安装板通过膨胀螺栓固定连接在巷道墙面上，缠绕盘设置有绕绳环形槽和锁定机构，绕绳环形槽用于缠绕拉绳调节松紧程度，缠绕后的自由端伸入锁定机构锁定；锁定机构包括弧形卡槽和弧形压板，弧形卡槽设置在缠绕盘上且上下通透缠绕盘，并位于绕绳环形槽右侧，弧形压板正对弧形卡槽且前侧中部通过连接套旋转连接有锁紧螺杆，锁紧螺杆穿过缠绕盘并在锁紧螺杆上设置有锁紧螺母，锁紧螺母位于弧形卡槽前方的卡槽内，通过旋转锁紧螺母，锁紧螺母不动，锁紧螺杆移动，进而推动弧形压板压紧拉绳到弧形卡槽内；所述锁紧螺杆前端设置有方头，方头插入前凸字折弯板上的限位方形孔内，前凸字折弯板固定连接在缠绕盘前端面上。

10、一种井下铝土矿开采装置的操作方法，该方法为：掘进机控制截割头向前推进，从巷道左下角开始，当截割头进入深度达到截割头切割长度的三分之二时停止前进，并控制截割头左右摆动，切割出槽窝，并采用横向往复式截割，在横向截割过程中，若驱动截割头旋转的电机的电流传感器探测到电流曲线发生突变拐点，则控制截割头的进给量减半，转速增加20%，控制喷水管俯仰来回扰动且喷出喷淋状水对截割齿进行冷却，若电流值仍为正常切割的2倍且维持设定时间，则继续控制截割头的进给量减三分之一，提高转速10%，电流传感器继续探测电流大小，喷水管喷射条件和俯仰摆动不变，当电流满足设定范围时，则控制该速度和进给量进行截割，若电流仍不满足设定范围时，则退出吃刀量三分之一，喷水管喷射条件和俯仰摆动不变，若电流满足设定范围时，维持该状态截割，若不满足，进行返修或更换截割头。

11、相较现有技术，本发明的有益效果是：

12、1）通过在截割头一侧配置喷水管、集尘罩和集尘套，喷水管采用四根，周向均匀铰接在集尘套左端并在其中部采用液压缸铰接到集尘套上，液压缸伸缩驱动喷水管摆动，喷水管的喷水孔朝向截割头布置，控制液压缸进行俯仰摆动，对截割头进行扰动喷淋操作冷却，能够扩大冷却方位，避免因局部冷却不到位导致截齿损坏；同时该结构有效利用喷水管对截割头的工作面环向喷淋降尘，并利用集尘罩和集尘套即时收取灰尘，通过与排风机连接的排尘管将灰尘及时排至井外，除尘效果更好；喷水孔安装有喷淋喷雾喷头，能够实现喷淋喷雾的转换，在需要冷却时，转换为喷淋状态，对截割头进行冷却，在需要除尘时，转换为喷雾，除尘效果更佳。

13、2）通过在排风机上部设置降噪装置，能够针对井下安装的抽排粉尘的排风机进行有效的降噪防尘，避免噪音影响工作环境，以及灰尘在井下湿度大情况下，容易粘接在排风机上，尤其对于一些电气部分，容易导致短路的发生，采用防尘罩覆盖排风机，能降低短路的概率；而且整个降噪防尘罩也能够起到一定的保护作用。

14、3）安装机架通过t型螺栓固定连接减振台上，减震台设有多重减振结构，能够有效的实现排风机的减振降噪作用，而且能够更好的保护排风机，降低排风机因振动过大导致的损坏。

15、4）通过在短螺旋伸缩管对接处设置接口，该对接接口结构，能够实现快速安装和锁紧，连接稳定可靠，也便于在巷道掘进过程中，加装更多短管来适应巷道的挖掘深度。

16、5）通过在每个接口处设置膨胀型挂钩、拉绳和固定锁悬挂固定螺旋伸缩管二，形成螺旋伸缩管二整体的支撑结构，该支撑结构操作方便快捷，挂接稳定可靠，只需要拉动拉绳，即可记性悬挂安装，省时省力，因螺旋伸缩管二具有伸缩特性，在悬挂过程中不会发生过定位，另外，采用膨胀型挂钩，将膨胀型挂钩的膨胀螺丝段嵌入巷道侧壁内固定，安装稳定可靠。

17、6）本发明通过设计合理的截割头进给量、转速、以及冷却条件的控制方法，能够有效的起到保护截割齿的作用，避免截割齿损坏，且能够实现连续截割，避免因停工导致的效益影响以及人工放炮导致的安全性较差的问题。