一种处理溜井堵塞装置及方法

技术领域

本发明涉及地下矿山开采技术领域，具体为一种处理溜井堵塞装置及方法。

背景技术

目前根据中国企业名录可知国内铁、钴、镍含磁金属类矿山几千家，而国内地下矿山在采用溜井进行溜放矿作业时，采场中的矿石贫化较多时，或夹杂少量的粉末，或者充填体，当该类型矿石倒入溜井中时，极易发生板结，矿石之间被充填体胶结堵塞溜井的情况，这样会导致溜井内矿石悬空导致矿石无法顺利下放。

很多矿山均存在这类问题，一般情况下解决该问题有竹竿爆破法，即用竹竿栓柱炸药包举高至堵塞处进行爆破，也有采用高压水进行冲击的，以使板结矿石和粉末松散，但是由于高压水冲击力仅作用在表面，对于板结内部作用力较小，且在溜井下部联道会产生大量的冲刷泥浆及粉末，导致主巷水沟淤积严重失去排水功能，还有中南大学申请的专利采用使用无人机进行炸药运输爆破的，虽然避免了人员进入井筒内作业的安全问题，但是每爆破一次，无人机也会被炸药爆破产生的冲击力损坏，因此导致无人机无法回收，解决一次堵塞就要损失一台经过专门改装的无人机，用于解决溜井堵塞的成本非常高，并且针对无人机在溜井内上升时，由于旋翼产生的风力，会导致溜井内的细小碎石发生脱落，掉落在无人机及炸药上，使无人机和炸药存有安全隐患。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种处理溜井堵塞装置及方法，具备无人机能够安全收回，节省成本、无人机上升时不会受到细小碎石的影响等优点，解决了无人机无法安全手机，爆破成本高、无人机上升时受到掉落的细小碎石的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种处理溜井堵塞装置及方法，包括无人机和红外线距离探测器，所述无人机周侧侧面设置有若干个所述红外线距离探测器，所述无人机上方设置有安装板，所述红外线距离探测器固定于所述安装板周侧，所述安装板上方设置有防护罩，所述防护罩由若干个扇形罩组成，所述安装板上方设置有活动套筒，所述安装板上方设置有荷载平台，所述荷载平台底部设置有活动套杆，所述活动套杆套接与所述活动套筒内部，所述活动套筒内部底端设置有微型电磁吸盘，所述荷载平台顶部设置有安装槽，所述荷载平台上表面周侧设置有磁铁板，所述荷载平台两侧开设有限位套筒，所述限位套筒内部设置有弹簧，所述限位套筒下方中部开设有限位孔，所述限位套筒内部设置有支撑伸缩杆，所述支撑伸缩杆位于所述限位套筒内部一端与所述弹簧固定连接。

优选地，所述无人机的旋翼位于无人机的下方周侧，所述无人机下方中部设置有弹性支撑架，所述无人机设置有相匹配的遥控控制器。

优选地，所述防护罩有若干个扇形罩组成的球形罩体，所述扇形罩为月牙形构造，所述扇形罩两端开设有弧形开口，所述扇形罩一侧设置有弧形支撑杆，所述扇形罩采用涤纶布料。

优选地，所述弧形支撑杆两端设置有弧形套筒，所述弧形套筒内串接有半圆支撑杆，所述半圆支撑杆固定于所述安装板上表面。

优选地，所述扇形罩上表面中部顶端设置有套环，所述套环内部串接有绳索，所述绳索一端与防护罩一端固定连接，所述绳索另一端穿过所述安装板连接有电机的输出轴，所述电机固定于所述安装板下表面。

优选地，所述活动套筒内腔底部固定安装有所述微型电磁吸盘，所述微型电磁吸盘的吸盘端朝向所述活动套筒上方，所述活动套杆套接与所述活动套筒内部且位于所述微型电磁吸盘上方。

优选地，所述荷载平台上方开设的所述安装槽内部两侧设置有安装扣，使得炸药安装在安装槽内能够通过绑扎的方式固定。

优选地，所述磁铁板底部通过立柱与所述荷载平台上表面连接，所述立柱顶部设置有圆球，所述磁铁板底部设置有半球形卡套，所述圆球卡接于所述半球形卡套内部。

优选地，所述限位套筒设置于所述荷载平台两侧面，所述限位套筒内伸于所述荷载平台侧端内部，所述支撑伸缩杆压缩所述弹簧于所述限位套筒内部，所述荷载平台正对所述限位套筒的限位孔位置固定设置有限位杆，所述支撑伸缩杆与所述弹簧连接的一端设置有凸边，所述限位杆位于所述限位孔内部，且卡住所述凸边，使得支撑伸缩杆压缩所述弹簧时，处于固定状态。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种处理溜井堵塞的方法，具体步骤如下：

S1:通过荷载平台底部设置的活动套杆配合安装板上的活动套筒和微型电磁吸盘，将荷载平台固定在安装板上。

S2：然后通过地面的遥控控制器控制无人机进入溜井通道内，同时启动红外线距离探测器，实时监测无人机位于溜井通道内的环境。

S:3：无人机上升过程中，利用安装板上方的防护罩对荷载平台和无人机进行保护，防止细小碎石掉落，当无人机上升至堵塞处时，将保护罩收回。

S4：利用磁铁板吸附住堵塞处的矿石，将荷载平台以及炸药牢牢吸附在堵塞处，然后无人机下落时，限位杆脱离限位孔，弹簧弹力将支撑伸缩杆弹出，并与溜井通道内壁接触，对荷载平台6进行二次固定。

S5：无人机和荷载平台之间通过活动套筒与活动套杆脱离，无人机垂直下落进行回收，利用炸药上连接的导爆管和毫秒延时雷管进行爆轰波的传递，在安全距离外利用起爆器通过起爆线进行放炮作业。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种处理溜井堵塞装置，具备以下有益效果：

1、该处理溜井堵塞装置，通过无人机进行运输炸药，将炸药运送到堵塞处，避免了人员进入溜井内作业的安全问题，同时解决了无人机回收的问题，无人机可以不限次数的循环使用，将处理溜井堵塞的成本极大地降低，同时使得无人机处理溜井堵塞实用化，非常适用于采矿生产的现场，解决了安全隐患的同时，产生了极大地经济效益，较好的解决了铁、钴、镍含磁金属矿体的开采过程中的溜井堵塞问题。

2、该处理溜井堵塞装置，通过无人机在溜井内上升及其周侧设置的红外线距离探测器，实时监测无人机位于溜井通道内的环境，避免无人机与溜井内壁发生碰撞，保证了无人机运输炸药上升时，能够使处于溜井通道中部。

3、该处理溜井堵塞装置，通过利用由若干个扇形罩组成的防护罩处于展开状态，其中利用户型支撑杆用与扇形罩的支撑，再通过弧形套筒配合半圆形支撑杆，使得扇形罩展开路径受半圆形支撑杆控制，进而形成半球形的防护罩，对荷载平台和无人机进行保护，防止细小碎石掉落，保证了炸药能够安全被送达堵塞处。

4、该处理溜井堵塞装置，通过设置在扇形罩外部的套环配合绳索，当需要将展开的扇形罩进行收缩时，通过电机的输出轴带动绳索一端，使绳索缠绕在电机的输出轴上，进而使绳索另一端拉动扇形罩沿着半圆支撑杆滑动收回在安装板的一侧，使荷载平台裸露出来，再次控制无人机上升，使磁铁板与矿石接触，方便保护罩上升后的打开，以便于荷载平台固定在堵塞的矿石上。

5、该处理溜井堵塞装置，通过利用磁铁板底部的半球形卡套配合圆球，使磁铁板能够任意角度倾斜，进而使磁铁板能够与尖角处的斜面贴合吸附，在磁铁板吸附在矿石上后，开始控制无人机与荷载平台脱离，利用承载炸药包的荷载平台上方四角处有钕铁硼高强磁铁板，通过荷载平台与无人机之间安装活动套筒和活动套杆连接结构，控制活动套筒内部的微型电磁吸盘断开电源失去磁性，使得活动套筒与活动套杆之间滑动连接，在无人机下降时，与荷载平台脱离。

6、该处理溜井堵塞装置，通过无人机脱离荷载平台的同时，无人机顶部安装板上的限位杆卡在限位孔内，使支撑伸缩杆将弹簧压缩后能够固定，在无人机与荷载平台分离时，限位杆脱离限位孔，进而弹簧弹力将支撑伸缩杆弹出，并与溜井通道内壁接触，利用磁铁板与矿石吸附，配合支撑伸缩杆支撑溜井通道内壁，对荷载平台进行双重支撑固定，防止磁铁板吸附矿石不稳时，荷载平台无法固定。

附图说明

图1为本发明无人机位于溜井内部平面结构示意图；

图2为本发明防护罩展开状态结构示意图之一；

图3为本发明防护罩展开状态结构示意图之二；

图4为本发明防护罩收缩状态结构示意图；

图5为本发明图4的A处局部放大示意图；

图6为本发明图4的B处局部放大示意图；

图7为本发明荷载平台与安装板连接处爆炸示意图；

图8为本发明图7的C处局部放大示意图。

图中：1、无人机；101、旋翼；102、弹性支撑架；103、遥控控制器；2、红外线距离探测器；3、安装板；4、防护罩；41、扇形罩；42、弧形开口；43、弧形支撑杆；44、弧形套筒；45、半圆支撑板；46、套环；47、绳索；48、电机；5、活动套筒；6、荷载平台；61、安装槽；62、安装扣；7、活动套杆；8、微型电磁吸盘；9、磁铁板；91、立柱；92、圆球；93、半球形卡套；10、限位套筒；10a、限位孔；10b、限位杆；11、弹簧；12、支撑伸缩杆；12a、凸边。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种处理溜井堵塞装置及方法。

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-8所示，一种处理溜井堵塞装置及方法，包括无人机1和红外线距离探测器2，无人机1周侧侧面设置有若干个红外线距离探测器2，无人机1上方设置有安装板3，红外线距离探测器2固定于安装板3周侧，安装板3上方设置有防护罩4，防护罩4由若干个扇形罩41组成，安装板3上方设置有活动套筒5，安装板3上方设置有荷载平台6，荷载平台6底部设置有活动套杆7，活动套杆7套接与活动套筒5内部，活动套筒5内部底端设置有微型电磁吸盘8，荷载平台6顶部设置有安装槽61，荷载平台6上表面周侧设置有磁铁板9，荷载平台6两侧开设有限位套筒10，限位套筒10内部设置有弹簧11，限位套筒10下方中部开设有限位孔10a，限位套筒10内部设置有支撑伸缩杆12，支撑伸缩杆12位于限位套筒10内部一端与弹簧11固定连接。

进一步地，无人机1的旋翼101位于无人机1的下方周侧，无人机1下方中部设置有弹性支撑架102，无人机1设置有相匹配的遥控控制器103，从而利用选用旋翼101位于无人机1下方的无人机1，方便于无人机1上方能够固定设置一个安装板3，避免旋翼101在上方，影响安装板3和荷载平台6的设置，并且利用一个远程的遥控控制器103来控制无人机1上方的所有电器元件。

进一步地，防护罩4有若干个扇形罩41组成的球形罩体，扇形罩41为月牙形构造，扇形罩41两端开设有弧形开口42，扇形罩41一侧设置有弧形支撑杆43，扇形罩41采用涤纶布料，从而利用防护罩4设置在安装板3的上方，当无人机1在溜井通道内上升时，遇到细小碎石掉落，用于保护无人机1和荷载平台6，防护罩4通过若干个扇形罩41组成，使得在无人机1上升至堵塞处时，扇形罩41能够收缩在安装板3的一侧，以便于荷载平台6固定在矿石上。

进一步地，弧形支撑杆43两端设置有弧形套筒44，弧形套筒44内串接有半圆支撑杆45，半圆支撑杆45固定于安装板3上表面，从而利用户型支撑杆43用与扇形罩41的支撑，再通过弧形套筒44配合半圆形支撑杆45，使得扇形罩41展开路径受半圆形支撑杆45控制，进而形成半球形的防护罩4。

进一步地，扇形罩41上表面中部顶端设置有套环46，套环46内部串接有绳索47，绳索47一端与防护罩4一端固定连接，绳索47另一端穿过安装板3连接有电机48的输出轴，电机48固定于安装板3下表面，从而利用设置在扇形罩41外部的套环46配合绳索47，当需要将展开的扇形罩41进行收缩时，通过电机48的输出轴带动绳索47一端，使绳索缠绕在电机48的输出轴上，进而使绳索47另一端拉动扇形罩41沿着半圆支撑杆45滑动收回在安装板3的一侧，使荷载平台6裸露出来。

进一步地，活动套筒5内腔底部固定安装有微型电磁吸盘8，微型电磁吸盘8的吸盘端朝向活动套筒5上方，活动套杆7套接与活动套筒5内部且位于微型电磁吸盘8上方，从而利用活动套筒5与活动套杆7滑动连接，并在滑动套筒5的内部设置有微型电磁吸盘8，在无人机上升时，固定在活动套筒5内的微型电磁吸盘8吸住活动套杆7，使荷载平台6在安装板3上方更加稳固，不会因无人机1飞行时产生的晃动，使荷载平台6晃动不稳。

进一步地，荷载平台6上方开设的安装槽61内部两侧设置有安装扣62，使得炸药安装在安装槽61内能够通过绑扎的方式固定，从而利用安装槽61内的安装扣62，使炸药能够绑扎在安装槽61内，防止无人机1运输炸药时炸药能够固定。

进一步地，磁铁板9底部通过立柱91与荷载平台6上表面连接，立柱91顶部设置有圆球92，磁铁板9底部设置有半球形卡套93，圆球92卡接于半球形卡套93内部，从而利用磁铁板9吸附住堵塞处的矿石，将荷载平台6以及炸药牢牢吸附在堵塞处，然后将无人机1进行回收，炸药利用荷载平台6上方的磁铁板9紧紧地吸附在矿石上，在遇到磁铁板9首先接触到矿石的尖角处时，利用磁铁板9底部的半球形卡套93配合圆球92，使磁铁板9能够任意角度倾斜，进而使磁铁板9能够与尖角处的斜面贴合吸附。

进一步地，限位套筒10设置于荷载平台6两侧面，限位套筒10内伸于荷载平台6侧端内部，支撑伸缩杆12压缩弹簧11于限位套筒10内部，荷载平台6正对限位套筒10的限位孔10a位置固定设置有限位杆10b，支撑伸缩杆12与弹簧11连接的一端设置有凸边12a，限位杆10b位于限位孔10a内部，且卡住凸边12a，使得支撑伸缩杆12压缩弹簧11时，处于固定状态，从而利用安装板3上的限位杆10b卡在限位孔10a内，使支撑伸缩杆12将弹簧11压缩后能够固定，在无人机1与荷载平台6分离时，限位杆10b脱离限位孔10a，进而弹簧11弹力将支撑伸缩杆12弹出，并与溜井通道内壁接触，对荷载平台6进行二次固定，防止磁铁板9吸附矿石不稳时，荷载平台6无法固定。

实施例2

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种处理溜井堵塞的方法，具体步骤如下：

S1:通过荷载平台6底部设置的活动套杆7配合安装板3上的活动套筒5和微型电磁吸盘8，将荷载平台6固定在安装板3上，利用微信电磁吸盘8使活动套杆7与活动套筒5之间相对固定，防止荷载平台6在无人机1上不稳。

S2：然后通过地面的遥控控制器103控制无人机1进入溜井通道内，同时启动红外线距离探测器2，实时监测无人机1位于溜井通道内的环境，利用红外线距离探测器2实时监测无人机1上升过程中，溜井通道内的环境，避免无人机1与溜井内壁发生碰撞。

S3：无人机1上升过程中，利用安装板3上方的防护罩4对荷载平台6和无人机1进行保护，防止细小碎石掉落，当无人机1上升至堵塞处时，将保护罩4收回，将保护罩4收回，使荷载平台6裸露出来，方便固定在矿石底部。

S4：利用磁铁板9吸附住堵塞处的矿石，将荷载平台6以及炸药牢牢吸附在堵塞处，然后无人机1下落时，限位杆10b脱离限位孔10a，弹簧11弹力将支撑伸缩杆12弹出，并与溜井通道内壁接触，对荷载平台6进行二次固定，利用磁铁板9与矿石吸附，配合支撑伸缩杆12支撑溜井通道内壁，对荷载平台6进行双重支撑固定。

S5：无人机1和荷载平台6之间通过活动套筒5与活动套杆7脱离，无人机1垂直下落进行回收，利用炸药上连接的导爆管和毫秒延时雷管进行爆轰波的传递，在安全距离外利用起爆器通过起爆线进行放炮作业，利用无人机1可以进行回收无限频次的使用，且一架次无人机1可以使用于同中段的多条溜井，极大地解决了一次处理，无人机1设备无法回收、经济代价高昂的问题。

在使用时，在无人机1上方安设荷载平台6，将炸药通过绑扎的方式固定在安装槽61上方，利用由若干个扇形罩41组成的防护罩4处于展开状态，其中利用户型支撑杆43用与扇形罩41的支撑，再通过弧形套筒44配合半圆形支撑杆45，使得扇形罩41展开路径受半圆形支撑杆45控制，进而形成半球形的防护罩4，对荷载平台6和无人机1进行保护，防止细小碎石掉落。

然后通过遥控控制器103控制无人机1进入溜井通道内，并启动红外线距离探测器2，实时监测无人机1位于溜井通道内的环境，利用红外线距离探测器2实时监测无人机1上升过程中，溜井通道内的环境，避免无人机1与溜井内壁发生碰撞。

当无人机上升至堵塞的矿石处后，利用设置在扇形罩41外部的套环46配合绳索47，当需要将展开的扇形罩41进行收缩时，通过电机48的输出轴带动绳索47一端，使绳索缠绕在电机48的输出轴上，进而使绳索47另一端拉动扇形罩41沿着半圆支撑杆45滑动收回在安装板3的一侧，使荷载平台6裸露出来，再次控制无人机上升，使磁铁板9与矿石接触。

然后利用磁铁板9底部的半球形卡套93配合圆球92，使磁铁板9能够任意角度倾斜，进而使磁铁板9能够与尖角处的斜面贴合吸附，在磁铁板9吸附在矿石上后，开始控制无人机1与荷载平台6脱离，利用承载炸药包的荷载平台6上方四角处有钕铁硼高强磁铁板9，通过荷载平台6与无人机1之间安装活动套筒5和活动套杆7连接结构，控制活动套筒5内部的微型电磁吸盘8断开电源失去磁性，使得活动套筒5与活动套杆7之间滑动连接，在无人机1下降时，与荷载平台6脱离。

在无人机1脱离荷载平台6的同时，无人机1顶部安装板3上的限位杆10b卡在限位孔10a内，使支撑伸缩杆12将弹簧11压缩后能够固定，在无人机1与荷载平台6分离时，限位杆10b脱离限位孔10a，进而弹簧11弹力将支撑伸缩杆12弹出，并与溜井通道内壁接触，对荷载平台6进行二次固定，防止磁铁板9吸附矿石不稳时，荷载平台6无法固定，无人机1垂直下落进行回收，利用炸药上连接的导爆管和毫秒延时雷管进行爆轰波的传递，在安全距离外利用起爆器通过起爆线进行放炮作业。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。