[0001] 本申请涉及采矿设备领域，尤其涉及一种侧向长壁作业磨采机。

[0002] 磨采机是指使用金刚石刀头直接磨削矿体产生矿粉与水混合形成矿浆收集后直接进行选矿等后续工序处理的采矿设备。CN115142846A提出一种磨采采矿方式的短壁作业磨采机，主要应用于在矿体中掘进巷道、分层磨采矿体、全面或房柱法磨采矿体、边角矿体的磨采等，该种类型磨采机在磨削矿体时的作业面尺寸参数相对较小，磨削装置频繁切换工作方式，影响了设备效率发挥。CN116181328A提出一种具有铰接式动臂的液压磨采机，主要应用于露天开采台阶磨采矿体、地下开采分段或阶段磨采矿体，由于设备工作臂为多个且尺寸较大，不适合分层开采的地下矿山。

[0003] 对于选择分层磨采采矿的地下矿山，当矿块长度较大时，沿着矿块的长边进行磨采作业，可提高磨采采矿的连续性，提高设备效率。

[0018] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0019] 如图1所示，一种侧向长壁作业磨采机，包括工作装置1、主机架2、行走装置3、液压系统、电气系统、冷却系统、润滑系统、喷水造浆系统、矿浆收集装置5、矿浆泵送系统6、操作室7。

[0020] 所述工作装置1包括磨削装置11、摇臂12、摇臂油缸13；所述磨削装置11包括磨削滚筒111、磨削驱动装置112、磨削传动系统113，所述磨削滚筒为金刚石工具，包括金刚石刀头1111和基体1112，所述磨削驱动装置112通过磨削传动系统113传递动力，驱动磨削滚筒111旋转磨削矿石。所述磨削驱动装置可以是电动机，也可以是液压马达。所述金刚石刀头在基体的布置方式分为直线、斜线和螺旋线等，为了强化排浆效果，采用斜线或螺旋线效果更好。

[0021] 所述摇臂12的一端与主机架2铰连接，摇臂12的另一端与磨削滚筒111和矿浆收集箱51连接；所述摇臂油缸13的一端与主机架2铰连接，摇臂油缸13的另一端与摇臂12铰连接。当设备主体与磨削工作面保持固定距离的前提下，通过调节摇臂油缸伸缩长度可增减磨削滚筒磨削矿体厚度。考虑金刚石刀头磨削矿石特征规律，磨削矿体厚度有最佳值范围，超出范围会影响磨削效率、电耗成本和排屑效果，通过摇臂和摇臂油缸可以保证磨削滚筒磨削矿体厚度在最佳值范围内。另外，矿体中有一定厚度夹岩需要剔除情况下，通过调节摇臂油缸带动摇臂旋转，使磨削滚筒离开工作面一定距离，让岩石留在采场，提高作业经济效益。

[0022] 所述工作装置1为两套，分别布置于设备相同一侧的两端，其中一套工作装置的磨削滚筒竖直向下安装，该磨削滚筒的下端与行走装置的站立水平在一个平面上，另一套工作装置的磨削滚筒竖直向上安装，该磨削滚筒的上端为设备最高水平，并高出设备其他部位顶部一定距离，同时，两个磨削滚筒的相对一端布置在一个水平面上。所述工作装置布置两套是为了保证分层磨采作业能够按设计分层高度一次性完成。磨削滚筒竖直向下安装可以切底，并且切底标高与行走装置的站立水平在一个平面上，以确保采场底面的平整度；磨削滚筒竖直向上安装可以切顶，且切顶高度高于设备本体高度，以确保设备能够向侧方持续推进；两个磨削滚筒的相对一端布置在一个水平面上的目的是保证两个滚筒磨削后不留矿茬，两个磨削滚筒磨削高度之和为设计分层高度。

[0023] 所述行走装置3为履带式液压驱动。采用履带式行走装置优点是自行方便，无需铺设轨道等工序环节，缺点是行走的方向性不好掌控。采用液压驱动可以任意调节移动速率和推压力，这方面将在后面进行说明。

[0024] 所述喷水造浆系统包括水箱、水泵、水管和喷水嘴41，所述喷水嘴41共分为四组，分别布置于矿浆收集箱51的外部侧边上，并确保磨削滚筒作业时喷水嘴41喷出来的水能够均匀到达磨削滚筒旋转的金刚石刀头与矿石的最初接触面。喷水的目的是造浆和为金刚石刀头降温，喷水嘴喷出来的水到达刀头与矿石的最初接触面后，在旋转刀头作用下，水在接触面得到加速，除起到降温刀头作用外，还将磨削下来矿粉与水混合形成矿浆，矿浆在刀头离开接触面瞬间喷射出去，便于矿浆收集。

[0025] 所述矿浆收集装置5包括矿浆收集箱51和搅拌器52，所述矿浆收集箱51的开口部分能够把磨削滚筒磨削矿石产生的矿浆收集起来，矿浆收集箱51的开口底部设置挡水板511，矿浆收集箱51的底板安装搅拌器52，矿浆收集箱51的后底部与吸浆管64连接，所述矿浆收集装置5共分为四套，分别布置于两个磨削滚筒的两侧。在设备作业时，刀头磨削矿石产生的矿浆离开接触面后喷射而出，自矿浆收集箱的开口进入受到阻挡后最终落在收集箱底部，通过底部吸浆管将矿浆吸入水泵，并通过排浆管排出。为防止矿浆内矿粉沉淀，矿浆收集箱的底板安装搅拌器。布置四套矿浆收集装置的原因是：设备行走装置向前行走的同时对磨削滚筒施加推压力，为保证推压力对磨削滚筒的磨削力起到增益效果，同时便于矿浆收集，推压力要与磨削力的方向一致。当设备从采场一端向另一端作业时，从磨削滚筒的一侧喷水，在另一侧收集矿浆；当设备返回作业时，喷水和矿浆收集的方向就需要对调，这就是布置四套矿浆收集装置和四组喷水嘴的原因。为自动调节矿浆收集箱开口角度，可以在摇臂和矿浆收集箱之间安装液压油缸。

[0026] 所述矿浆泵送系统6包括水泵电机61、水泵62、软管绞车63、吸浆管64和排浆管65。

[0027] 所述操作室7内布设磨削作业操控系统8，所述磨削作业操控系统8包括设备行走路线操控系统、磨削厚度操控系统、行走装置3移动速率操控系统、磨削推压力操控系统、磨削驱动装置112输出功率操控系统。设备磨削作业的关键参数包括磨削厚度、磨削移动速率、磨削推压力、磨削驱动装置输出功率等。由于上述关键参数是由设备不同装置系统控制，想把这些参数调整到最佳状态，以提升设备作业效率和降低作业成本，必须通过磨削作业操控系统进行统一控制，本申请操控系统包括五个部分，以下分别说明。

[0028] 所述设备行走路线操控系统包括测距仪81、计算机软硬件、显示屏、自动化控制装置(一)，所述测距仪81在主机架2上方间隔一定距离布置两个，通过测距仪81能够测出设备与矿体磨削工作面之间的垂直距离及设备行走方向与工作面走向方向之间的夹角，测出的参数反馈到计算机软硬件并在显示屏显示，计算机软硬件发出指令到自动化控制装置(一)自动控制行走装置3的转向装置，按预定作业要求自动调整设备行走路线。为控制磨削厚度，首先要保证设备与矿体磨削工作面之间的垂直距离始终为一固定值，同时保证设备行走方向与工作面走向方向平行，这是控制磨削厚度的前提条件。本申请通过布置两个测距仪测出距离和方向数据，传输到计算机运行后，发出指令通过自动化控制装置进行控制。

[0029] 所述磨削厚度操控系统包括测长传感器82、计算机软硬件、显示屏、自动化控制装置(二)，所述测长传感器82安装在摇臂油缸13上，能够测出摇臂油缸13伸出长度，反馈到计算机软硬件经计算后在显示屏显示磨削厚度，输入预定磨削厚度，计算机软硬件发出指令到自动化控制装置(二)自动控制摇臂油缸13伸出长度，使磨削厚度达到预定厚度。磨削厚度的控制是由设备行走路线操控系统和磨削厚度操控系统共同来实现控制，缺一不可。

[0030] 所述行走装置3移动速率操控系统包括变频器、计算机软硬件、显示屏、自动化控制装置(三)，通过计算机软硬件输入预定移动速率，计算机软硬件发出指令到自动化控制装置(三)自动控制变频器，变频器调节设备液压系统的油泵电机转速，继而调节行走装置3的移动速率为指定速率。设备的行走速率即是磨削作业的移动速率。本申请通过变频器调节设备液压系统的油泵电机转速这种方式来调控行走装置的移动速率，是因为调速范围广、容易实现自动化控制。为使调速不影响其他液压装置，行走装置的液压驱动系统要设为独立的液压系统。

[0031] 所述磨削推压力操控系统包括减压阀、计算机软硬件、显示屏、自动化控制装置(四)，通过计算机软硬件输入预定磨削推压力，计算机软硬件发出指令到自动化控制装置(四)自动控制减压阀，减压阀调节液压系统的油管内油压，继而调节磨削推压力为指定压力。磨削推压力是磨削作业非常重要指标，要根据磨削作业其他参数的不同在合理范围取值。推压力过大会增加刀头与矿石接触表面的摩擦力做无用功，过小会影响磨削移动速率从而降低磨削效率。通过减压阀控制磨削推压力是非常有效的措施。当然，行走装置移动速率操控系统和磨削推压力操控系统都是通过控制行走装置的液压驱动系统实现，从这一点来说，行走装置的液压驱动系统设为独立的液压系统就更有必要了。

[0032] 所述磨削驱动装置112输出功率操控系统包括磨削驱动装置112输出功率显示仪表、计算机软硬件、显示屏，通过计算机软硬件输入预定输出功率，计算机软硬件发出指令调节磨削厚度和行走装置移动速率，使磨削驱动装置112输出功率稳定在预定输出功率值左右。磨削驱动装置按额定功率作业可降低空载功率对总输出功率的影响，从而降低电耗成本指标。而磨削驱动装置的输出功率与矿石岩性、磨削厚度、磨削移动速率等因素相关，因此，控制磨削移动速率必须通过控制磨削厚度和磨削移动速率来实现。

[0033] 所述行走装置3为轨轮式，轨道敷设要保证轨道与磨削工作面间距相等，通过操控摇臂油缸13伸出长度调节磨削厚度，经过多次磨削，当磨削滚筒111无法磨削矿体时，向工作面方向移动轨道，进行下一轮磨削作业。轨轮式与履带式行走装置各有优缺点，前者优点是设备与工作面间距和方向易于控制，缺点是移动轨道比较繁琐；后者优点是行走方便，缺点是行走路线难以控制。当然，后者通过自动化控制可以克服其行走路线难以控制的缺点。除了轨轮式，其他行走方式也在本申请保护范围之内。