The invention provides a mine ultrasonic rock breaking equipment, which comprises an ultrasonic generating module, an amplitude bar, a hollow connecting piece, a free mass and an ultrasonic drill pipe. The end of the horn is fixed on the front end of the ultrasonic generating module. The ends of the hollow connector are connected with the amplitude pole and the ultrasonic drill rod respectively. The free mass can oscillate back and forth in the hollow connector. The ultrasonic wave breaking equipment in the mine uses the high frequency AC excitation voltage with ultrasonic frequency to drive the ultrasonic driver to produce the longitudinal vibration with supersonic frequency. This high frequency vibration is transmitted to the rock surface via the swing pole, the free mass and the ultrasonic drill rod, producing the high frequency power load with the ultrasonic frequency. The stone is broken. The ultrasonic vibration has the characteristics of high frequency, high vibration power and low amplitude, so that the cumulative growth rate of rock damage is faster than that of general fatigue load, and the time of rock arriving at the limit of fatigue failure is short, and it has higher rock breaking efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种矿山超声波破岩设备
本专利技术涉及矿山破岩设备,尤其涉及一种矿山超声波破岩设备。
技术介绍
掘进和回采是开发利用井下矿产资源的两道基本工序。岩石巷道或坚硬煤巷掘进一般采用钻爆法。采煤工作面坚硬顶煤或坚硬顶煤的弱化处理目前最常用的是水力压裂方法,即回采前在工作面前方开凿深孔,确定压裂段,密封压裂段后向内部注入高压水,进而对煤岩体进行预破裂。无论是巷道的掘进还是顶煤或顶煤的弱化,都需要利用不同型号的钻机进行打孔。常用的钻机打孔方法基于密石核原理,机械驱动直接接触岩石的钻头,并对岩石进行冲击,刮削和剪切。钻杆基本运动方式是冲击和旋转,利用钻杆在凿岩的过程中将岩屑排出。这种破岩装置结构简单,操作方便,破碎岩石速度较快,但其缺点也很明显。一是需要施加一定的轴向力,劳动强度大,而在旋转过程中,钻杆与岩石存在力的相互作用,所产生扭矩易使钻杆跑偏,导向性差,使得在实际施工过程中难以同时保证足够的轴向压力和破岩装置稳定;其次,在钻杆旋转过程中,钻杆与岩石剧烈摩擦,噪声大且粉尘浓烈,工作环境差;再者,钻杆对岩石的适应性差,可钻硬度范围有限,钻孔过程中若遭遇卵石或者局部坚硬变质岩易损坏钻杆,钻头的耗费量大,需频繁更换,导致施工成本高,影响工程进度。随着我国能源需求的日益增加和开采强度的不断加大,浅部的矿产资源日益枯竭,矿产的开发逐渐由浅部转向深部。而深部开采环境的高应力导致围岩的强度比浅部围岩的强度大,进而使开采及各种工程构筑物的建设难度进一步增大,传统的钻孔设备已不能适应新的挑战。
技术实现思路
为了克服现有破岩装置效率低、污染高、耗损高的问题,本专利技术提供了一种矿山超声波 ...
【技术保护点】
1.一种矿山超声波破岩设备,其特征在于,包括超声波生成模块、变幅杆、中空连接件、自由质量、超声钻杆,所述超声钻杆的末端固定在所述变幅杆的前端,所述中空连接件的两端连接所述变幅杆的前端和所述超声钻杆的末端,所述自由质量可在所述变幅杆的前端和所述超声钻杆的末端之间来回振荡。
【技术特征摘要】
1.一种矿山超声波破岩设备,其特征在于,包括超声波生成模块、变幅杆、中空连接件、自由质量、超声钻杆,所述超声钻杆的末端固定在所述变幅杆的前端,所述中空连接件的两端连接所述变幅杆的前端和所述超声钻杆的末端,所述自由质量可在所述变幅杆的前端和所述超声钻杆的末端之间来回振荡。2.如权利要求1所述的一种矿山超声波破岩设备,其特征在于,所述超声波生成模块包括超声波发生器和超声波换能器,所述超声波发生器与所述超声波换能器相连,所述变幅杆的末端固定在所述超声波换能器的前端,所述超声波发生器生成高频交流电信号驱动所述超声波换能器产生超声波。3.一种超声钻破岩设备,包括依次相连的钻杆和钻头,其特征在于,还包括超声波生成模块、变幅杆、中空连接件、自由质量、超声钻杆、连接杆,所述连接杆的两端分别固定在所述变幅杆前端的中央和所述超声钻杆末端的中央,所述自由质量为球体,所述球体可活动的串在所述连接杆上且所述连接杆穿过所述球体的球心,所述超声波生成模块位于所述钻杆中部,所述变幅杆的末端位于所述钻杆前部,所述变幅杆的前端穿过所述钻杆的前端并伸进所述钻头内,所述超声钻杆的末端位于所述钻头内部并与所述变幅杆的前端相连,所述超声钻杆的前端从所...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄炳香,张新,李楠,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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