[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

说明书

本发明属于矿物加工技术领域，公开了一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置及方法，装置主要由破碎辊、破碎装置外壳、等离子体放电容器、等离子体发生装置和水循环单元组成；首先采用第一倾斜粗筛网对矸石进行预筛分，体积较小的矸石由破碎辊进行破碎，体积较大的矸石进入到等离子体放电容器，在脉冲放电产生的等离子体及其冲击波的作用下进行破碎，破碎后的矸石经第二倾斜细筛网的二次筛分后，按是否符合破碎要求分别收集。本发明在使用破碎辊的基础上，利用高压电脉冲放电技术，弥补了普通辊式破碎机受限于中级破碎和细碎且齿辊易磨损的弊端，可以更好更高效地破碎硬度较高和体积较大的矸石，辅助矸石在井下充填采空区。

技术领域

本发明涉及矿物加工技术领域，尤其涉及一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置及方法。

背景技术

煤炭是我国主体能源，需求量居高不下。随着煤矿开采深度的增加，煤矸石的提升运输费用和提升难度也在急剧提高。另外，考虑到煤矸石提升至地面后，容易形成地表固体废弃物污染环境，因此，处理煤矸石的最佳方案是在井下将其破碎后用于采空区充填。

煤岩体的破碎方式可分为机械能破碎和非机械能破碎。其中利用高压电脉冲放电碎岩的新式技术就属于非机械能破碎。使用高压电脉冲放电破碎矸石可以避免产生飞石，且由于其密度高、破坏性强的特点能完成破碎效果好、破碎效率高的工业目标。目前，常规的机械能破碎设备一般包括颚式破碎机、圆锥破碎机和辊式破碎机。颚式破碎机是通过周期摇动颚板压碎物料实现破碎，但容易因给矿不均匀引发颚板磨损不均匀，破碎效率较低。圆锥破碎机能利用内锥绕外圆锥做偏心运动压碎在两锥间的物料，但是存在结构复杂、造价高、机身高、检修困难等缺点。对辊破碎机是利用一对相向转动的圆辊破碎物料，相较于其他类型的破碎机，具有结构简单、机体紧凑轻便、安装维修方便等优势。本发明将高压电脉冲放电碎岩技术与对辊破碎机进行结合，充分发挥两者的优越性，实现煤矸石的有效破碎，辅助煤矸石在井下充填采空区的活动。

发明内容

本发明的目的是为了针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置，该装置对粗细矸石进行筛分，体积较小的矸石由破碎辊实现破碎，体积较大的矸石在脉冲放电产生的等离子体及其强力的冲击波的作用下，形成损伤和破坏，从而更高效快捷地完成矸石的破碎，辅助其在井下充填采空区。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种辅助井下矸石充填的等离子体破碎装置，包括破碎装置外壳，该破碎装置外壳内置机械破碎区、脉冲破碎区、水循环单元以及等离子体发生装置，所述机械破碎区和脉冲破碎区位于等离子体发生装置的两侧；破碎装置外壳的上部开设有进料口，下部开设有第二出料口、第一出料口；

机械破碎区从上至下依次设置的第一倾斜粗筛网、破碎辊、第二倾斜细筛网，所述第一倾斜粗筛网低处连接至脉冲破碎区，将大块矸石引导至脉冲破碎区，第一倾斜粗筛网位于进料口下方，所述第二出料口位于第二倾斜细筛网的低处，所述第一出料口位于第二倾斜细筛网的下方；

脉冲破碎区内具有等离子体放电容器，等离子体放电容器的侧部由正极板和负极板围成，底部为过滤网，所述等离子体放电容器的下部设有暂存区域，暂存区域包括固定板和倾斜底面，所述倾斜底面的高处边固定于等离子体放电容器的底部一侧边缘，倾斜底面的两侧分别设有一块固定板，固定板与倾斜底面及等离子体放电容器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，翻转挡板的上侧边铰接于等离子体放电容器的底部，翻转挡板外侧面与等离子体发生装置之间设有液压撑杆；

水循环单元包括蓄水仓，蓄水仓内设有水泵，蓄水仓内盛有循环水，所述水泵与等离子体放电容器的上部之间设有进水管，进水管上具有第一阀门，所述倾斜底面的低处与蓄水仓内之间设有出水管，出水管上具有第二阀门；

等离子体发生装置包括高压电源、电容器、放电开关。