[发明专利]一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置及方法

权利要求书

1.一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置，其特征在于：包括破碎装置外壳（5），该破碎装置外壳（5）内置机械破碎区、脉冲破碎区、水循环单元（27）以及等离子体发生装置（17），所述机械破碎区和脉冲破碎区位于等离子体发生装置（17）的两侧；破碎装置外壳（5）的上部开设有进料口（1），下部开设有第二出料口（29）、第一出料口（30）；

所述机械破碎区从上至下依次设置的第一倾斜粗筛网（2）、破碎辊（4）、第二倾斜细筛网（28），所述第一倾斜粗筛网（2）低处连接至脉冲破碎区，将大块矸石引导至脉冲破碎区，第一倾斜粗筛网（2）位于进料口（1）下方，所述第二出料口（29）位于第二倾斜细筛网（28）的低处，所述第一出料口（30）位于第二倾斜细筛网（28）的下方；

所述脉冲破碎区内具有等离子体放电容器（6），等离子体放电容器（6）的侧部由正极板（7）和负极板（8）围成，底部为过滤网（9），所述等离子体放电容器（6）的下部设有暂存区域，暂存区域包括固定板（10）和倾斜底面，所述倾斜底面的高处边固定于等离子体放电容器（6）的底部一侧边缘，倾斜底面的两侧分别设有一块固定板（10），固定板（10）与倾斜底面及等离子体放电容器（6）底部的连接均呈密封状态，倾斜底面的低处与等离子体放电容器（6）的底部另一侧边缘之间为暂存区域的开口，该开口处设有翻转挡板（18），翻转挡板（18）的上侧边铰接于等离子体放电容器（6）的底部，翻转挡板（18）外侧面与等离子体发生装置（17）之间设有液压撑杆（19）；

所述水循环单元（27）包括蓄水仓（24），蓄水仓（24）内设有水泵（23），蓄水仓（24）内盛有循环水（22），所述水泵（23）与等离子体放电容器（6）的上部之间设有进水管（25），进水管（25）上具有第一阀门（26），所述倾斜底面的低处与蓄水仓（24）内之间设有出水管（20），出水管（20）上具有第二阀门（21）；

所述等离子体发生装置（17）包括高压电源（13）、电容器（14）、放电开关（16）。

2.根据权利要求1所述的一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置，其特征在于：所述等离子体放电容器（6）包括两块相互垂直拼接的正极板（7）以及两块相互垂直拼接的负极板（8），两块正极板（7）和两块负极板（8）组成等离子体放电容器（6）的侧部。

3.根据权利要求1所述的一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置，其特征在于：所述等离子体放电容器（6）的靠上位置设有上液位控制器（12），所述倾斜底面的低处位置设有下液位控制器（11）。

4.根据权利要求1所述的一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置，其特征在于：所述机械破碎区内的侧部位置设有用于引导小块矸石掉落的导向板（3）。

5.根据权利要求1所述的一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置，其特征在于：所述破碎装置外壳（5）底部具有车轮（31）。

6.根据权利要求1所述的一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置，其特征在于：所述第一倾斜粗筛网（2）的目数与过滤网（9）的目数相同，均由绝缘材料制成。

7.根据权利要求1-6中任一所述的一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置的破碎方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：矸石从进料口（1）进入，落入到第一倾斜粗筛网（2）上进行第一次筛分，符合第一倾斜粗筛网（2）要求的矸石顺着导向板（3）滑落至破碎辊（4），实现破碎，不符合第一倾斜粗筛网（2）要求的矸石则落入等离子体放电容器（6）的过滤网（9）上，打开第一阀门（26），水泵（23）抽取循环水（22）经进水管（25）向等离子体放电容器（6）注水，当等离子体放电容器（6）内的水位达到上液位控制器（12）时，第一阀门（26）关闭；

步骤二：打开高压电源（13）对电容器（14）进行充电，电容器（14）两端电压达到电压设定值时，中断充电，放电开关（16）闭合，电路接通，电容器（14）放电，电能通过正极板（7）与负极板（8）对等离子体放电容器（6）内的液体进行加载，液体中产生等离子体及其强力的冲击波，冲击波作用于矸石，使其破碎，破碎的矸石透过过滤网（9），聚集在等离子体放电容器（6）的倾斜底面；

步骤三：电容器（14）放电结束后，第二阀门（21）打开，等离子体放电容器（6）内的水经出水管（20）返回到蓄水仓（24）；

步骤四：当等离子体放电容器（6）内的水位达到下液位控制器（11）时，第二阀门（21）关闭，液压撑杆（19）带动翻转挡板（18）翻转，等离子体放电破碎后的矸石落入到第二倾斜细筛网（28），与辊式破碎后的矸石一起进行第二次筛分，符合第二倾斜细筛网（28）要求的破碎矸石通过第一出料口（30）落入运输机，不符合第二倾斜细筛网（28）要求的破碎矸石通过第二出料口（29）汇集，重复执行以上步骤，直至矸石符合破碎要求。