权利要求
1.一种深部硬岩矿山连续
采矿与矿热共采破岩系统，其特征在于，包括承载平台，以及安设在承载平台上的高压水射流破岩组件、氢气火焰射流破岩组件、位置调节机构和集矿机构;
所述承载平台下部装有行动轮、内部装有发动机，通过发动机驱动行动轮带动承载平台移动;
所述位置调节机构包括转向柱、第一机械臂机构、第二机械臂机构、摆动油缸和液压泵，转向柱竖直装在承载平台上部，且转向柱能以自身的轴线为中心转动;摆动油缸和液压泵均装在承载平台内，摆动油缸与转向柱一端连接，液压泵分别与第一机械臂机构、第二机械臂机构和摆动油缸连接，用于通过摆动油缸驱动转向柱转动，并控制第一机械臂机构和第二机械臂机构动作;
所述高压水射流破岩组件包括增压水泵和高压水射流喷嘴;高压水射流喷嘴通过第一喷嘴支架装在第一机械臂机构上，增压水泵装在承载平台上部，增压水泵进水口通过管路与水源连接，增压水泵出水口通过高压水管与高压水射流喷嘴连接，用于将高压水输送至高压水射流喷嘴，并喷出形成水射流进行破岩;
所述氢气火焰射流破岩组件包括氢气罐、氮气罐、高压气管、增压气泵、火焰射流喷嘴、第二喷嘴支架和点火器;火焰射流喷嘴通过第二喷嘴支架装在第二机械臂机构上，氢气罐、氮气罐和增压气泵均装在承载平台上部，氢气罐和氮气罐通过高压气管与增压气泵连接，用于向增压气泵内输送氢气和氮气的混合气体，增压气泵通过高压气管与火焰射流喷嘴连接，用于将混合气体加压后输送至火焰射流喷嘴并喷出高压气体;点火器装在火焰射流喷嘴上，用于对喷出的高压气体点火形成火焰射流进行破岩;
所述集矿机构装在承载平台下部，用于将破岩产生的矿石收集并转运。
2.根据权利要求1所述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统，其特征在于，所述第一机械臂机构和第二机械臂机构均包括机械臂、支臂缸和摆角缸，机械臂一端与转向柱铰接，支臂缸两端分别与转向柱和机械臂中部铰接，用于带动机械臂以其一端为中心上下转动，摆角缸一端与机械臂另一端铰接、另一端与第一喷嘴支架或第二喷嘴支架铰接，用于带动第一喷嘴支架或第二喷嘴支架转动，实现对高压水射流喷嘴或火焰射流喷嘴的位置调节。
3.根据权利要求1所述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统，其特征在于，所述第一机械臂机构处于第二机械臂机构正上方。
4.根据权利要求1所述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统，其特征在于，所述水源为矿山浅部赋存的水源;所述高压水管上装有控制水阀，用于控制增压水泵与高压水射流喷嘴之间的通断。
5.根据权利要求1所述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统，其特征在于，所述氢气罐的进口和出口分别装有第一控制阀和第二控制阀，氮气罐的出口装有第三控制阀，三个控制阀，用于对各自所处端口的开闭进行控制;靠近增压气泵的高压气管上装有控制气阀，用于控制增压气泵与氢气罐和氮气罐的通断。
6.根据权利要求1所述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统，其特征在于，所述氢气罐内的氢气由矿山深部赋存的水源电解形成。
7.根据权利要求1所述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统，其特征在于，所述集矿机构包括集矿铲、输送胶带机和放矿平台，集矿铲装在承载平台前端下部，集矿铲上装有集矿转齿，用于对破岩产生的破碎矿体进行收集;放矿平台装在承载平台后端下部，输送胶带机装在承载平台内，其两端分别与集矿铲和放矿平台搭接，用于将集矿铲收集的破碎矿体转运至放矿平台，并排放至所需位置。
8.一种利用权利要求1至7任一项所述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统进行连续采矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用矿山深部水仓资源，在水仓硐室旁建立电解硐室，将水仓中的水经过滤后输送到电解硐室中进行原位电解，从电解产物中得到氢气并收集;
S2、利用矿山浅部水仓资源，钻凿通向矿山深部的供水管路，将水仓中的水经过滤后输送至矿山深部;
S3、根据所需采矿位置，调整第一机械臂机构和第二机械臂机构的位姿，使火焰射流喷嘴和高压水射流喷嘴对准所需采矿位置;
S4、将电解硐室收集的氢气通过供气管道输送至氢气罐中储存，将氢气与氮气在高压气管中混合后输入至增压气泵，将混合气体增压后通过高压气管输入至火焰射流喷嘴喷出，并通过点火器点火产生火焰射流对所需采矿位置进行破岩;
S5、将浅部水仓供水管路与增压水泵的进水口连接，水流通过增压水泵后增加水压后，经高压水管输送至高压水射流喷嘴处形成高压水射流对所需采矿位置进行破岩;
S6、交替进行步骤S4和S5，此时所需采矿位置的岩石轮流受到火焰射流产生的高温破岩以及高压水射流产生的高压冲击破岩;且两者交替破岩过程中岩石受到大温差作用进一步增加破岩效率;岩石在高压水射流和火焰射流的协同作用下持续破碎进行破岩掘进;
S7、破岩过程中产生的矿石落至下方，集矿机构将破岩产生的矿石收集并转运至所需位置，便于后续的运输作业;
S8、当完成所需采矿位置一定进尺的破岩工作后，通过行走轮带动设备整体移动，重复步骤S1至S7，开始下一进尺的破岩与矿体收集，如此重复，直至完成整个采矿过程。
9.一种利用权利要求1至7任一项所述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统进行深部地热资源开采的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用矿山深部水仓资源，在水仓硐室旁建立电解硐室，将水仓中的水经过滤后输送到电解硐室中进行原位电解，从电解产物中得到氢气并收集;
S2、利用矿山浅部水仓资源，钻凿通向矿山深部的供水管路，将水仓中的水经过滤后输送至矿山深部;
S3、根据所需地热开采位置，调整第一机械臂机构和第二机械臂机构的位姿，使火焰射流喷嘴和高压水射流喷嘴对准地热开采位置;
S4、将电解硐室收集的氢气通过供气管道输送至氢气罐中储存，将氢气与氮气在高压气管中混合后输入至增压气泵，将混合气体增压后通过高压气管输入至火焰射流喷嘴喷出，并通过点火器点火产生火焰射流对所需采矿位置进行破岩;岩石在火焰射流的作用下持续破碎进行定向破岩钻进;
S5、破岩过程中产生的矿石经高压流体携带至集矿机构下方，集矿机构将破岩产生的矿石收集并转运至所需位置，便于后续的运输作业;
S6、当达到所需地热开采位置时停止火焰射流，将浅部水仓供水管路与增压水泵的进水口连接，水流通过增压水泵后增加水压后，经高压水管输送至高压水射流喷嘴处形成高压水射流对地热开采位置进行高压冲击致裂，同时水体在冲击高温岩体后与其进行热交换产生高温水蒸气，将高温水蒸气持续收集，实现该地热开采位置的地热资源收集;
S7、当完成当前地热开采的收集后，通过行走轮带动设备整体移动，重复步骤S1至S6，开始下一位置的地热开采工作，如此重复，直至完成整个矿山的地热开采过程。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于硬岩采矿技术装备领域，具体地说是一种深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统及方法。
背景技术
[0002]随着浅部资源的日益枯竭，
矿产资源开采深度不断加深，千米以深的深部矿山数量逐渐增多。然而，深部高地应力、高地温、高渗透压的复杂地质环境给传统采矿技术带来了前所未有的挑战。
[0003]目前，深部硬岩矿山普遍采用的破岩方法主要包括机械破碎法和钻爆法。机械破碎法依靠刀具的机械能破岩，在硬矿中存在刀具磨损剧烈、能耗高、推进速度慢等问题，导致采矿效率低下、成本高昂。钻爆法虽是目前最高效的破岩手段，但其存在诸多固有缺陷：一是爆破震动对深部高应力围岩产生强烈扰动，极易诱发岩爆、冒顶等灾害，严重威胁井下人员和设备安全;二是爆破生产组织不连续，需要经过钻孔、装药、撤离、起爆、通风排烟等多个环节，无法实现真正的连续化开采，制约了生产效率的进一步提升;三是爆破产生的粉尘、有毒气体(如CO、NOx)对井下作业环境造成严重污染。
[0004]为克服上述缺点，非爆破连续破岩技术已成为行业研究的热点。其中，射流技术，特别是高压水射流和热力射流展现出巨大潜力。高压水射流具有冷破碎、无粉尘、定向性好等优点，常被用于辅助切割或与机械刀具联合破岩。然而，单纯依靠机械增压产生足以破碎坚硬岩石的超高压水射流，其能量消耗巨大，系统可靠性低，关键部件寿命短，经济性较差。热力射流可利用表面加热使岩石表面薄层内部原始微裂纹扩展并剥落，同时伴生有垂直于岩石表面的拉伸热破裂，对硬岩具有独特的破碎优势。然而该技术的瓶颈在于热源安全、高效且低成本的供给。目前，实验或工程应用多依赖于提前制备好热源，然后运输至所需使用的矿山井下位置进行热源供给，这种方式存在长途运输与储存的巨大安全隐患，无法实现矿山井下安全、绿色、高效的生产要求，且单一热力射流破岩方式下矿体块度受围岩条件的限制更明显。
[0005]矿山井下普遍设有完善的排水系统，并建设有大量水仓用于汇集和沉淀矿井水。这些水仓分布于不同中段，深部开采时利用高程差自然形成了可观的静水压力。井下丰富的原位水资源和位差势能资源在现有采矿技术中仅作为废水处理，其潜在能量价值未被有效利用。另外当深部硬岩矿山开采深度至2km及以深时，矿山的地热资源潜力也将进一步强化其商业化开采效益。然而，深部硬岩矿山型地热资源开采，也会使其定向钻进面临巨大挑战，目前尚无法依托相同的采矿破岩系统与方法实现地热开采的钻进需求，导致其规模化协同开采工程应用严重受限。
[0006]因此，如何提供一种深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统及方法，能够将高效的破岩技术与矿山现有的自然资源和基础设施进行创新整合，不仅可以解决破岩能量来源的经济性与安全性问题，而且实现采矿过程的连续化、绿色化与多资源协同化，最终保证深部硬岩矿山的矿产资源与地热资源的协同开发，是本发明所需研究的方向。
发明内容
[0007]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统及方法，能有效解决上述存在的技术问题。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统，包括承载平台，以及安设在承载平台上的高压水射流破岩组件、氢气火焰射流破岩组件、位置调节机构和集矿机构;所述承载平台下部装有行动轮、内部装有发动机，通过发动机驱动行动轮带动承载平台移动;所述位置调节机构包括转向柱、第一机械臂机构、第二机械臂机构、摆动油缸和液压泵，转向柱竖直装在承载平台上部，且转向柱能以自身的轴线为中心转动;摆动油缸和液压泵均装在承载平台内，摆动油缸与转向柱一端连接，液压泵分别与第一机械臂机构、第二机械臂机构和摆动油缸连接，用于通过摆动油缸驱动转向柱转动，并控制第一机械臂机构和第二机械臂机构动作;所述高压水射流破岩组件包括增压水泵和高压水射流喷嘴;高压水射流喷嘴通过第一喷嘴支架装在第一机械臂机构上，增压水泵装在承载平台上部，增压水泵进水口通过管路与水源连接，增压水泵出水口通过高压水管与高压水射流喷嘴连接，用于将高压水输送至高压水射流喷嘴，并喷出形成水射流进行破岩;所述氢气火焰射流破岩组件包括氢气罐、氮气罐、高压气管、增压气泵、火焰射流喷嘴、第二喷嘴支架和点火器;火焰射流喷嘴通过第二喷嘴支架装在第二机械臂机构上，氢气罐、氮气罐和增压气泵均装在承载平台上部，氢气罐和氮气罐通过高压气管与增压气泵连接，用于向增压气泵内输送氢气和氮气的混合气体，增压气泵通过高压气管与火焰射流喷嘴连接，用于将混合气体加压后输送至火焰射流喷嘴并喷出高压气体;点火器装在火焰射流喷嘴上，用于对喷出的高压气体点火形成火焰射流进行破岩;所述集矿机构装在承载平台下部，用于将破岩产生的矿石收集并转运。
[0009]进一步，所述第一机械臂机构和第二机械臂机构均包括机械臂、支臂缸和摆角缸，机械臂一端与转向柱铰接，支臂缸两端分别与转向柱和机械臂中部铰接，用于带动机械臂以其一端为中心上下转动，摆角缸一端与机械臂另一端铰接、另一端与第一喷嘴支架或第二喷嘴支架铰接，用于带动第一喷嘴支架或第二喷嘴支架转动，实现对高压水射流喷嘴或火焰射流喷嘴的位置调节。
[0010]进一步，所述第一机械臂机构处于第二机械臂机构正上方。采用这种设置方式，能保证两个机械臂机构带动各自的喷嘴对相同位置进行破岩。
[0011]进一步，所述水源为矿山浅部赋存的水源;高压水管上装有控制水阀，用于控制增压水泵与高压水射流喷嘴之间的通断。
[0012]进一步，所述氢气罐的进口和出口分别装有第一控制阀和第二控制阀，氮气罐的出口装有第三控制阀，三个控制阀，用于对各自所处端口的开闭进行控制;靠近增压气泵的高压气管上装有控制气阀，用于控制增压气泵与氢气罐和氮气罐的通断。
[0013]进一步，所述氢气罐内的氢气由矿山深部赋存的水源电解形成。不仅解决了氢气长距离运输及存储的问题，而且有效利用废弃的水资源。
[0014]进一步，所述集矿机构包括集矿铲、输送胶带机和放矿平台，集矿铲装在承载平台前端下部，集矿铲上装有集矿转齿，用于对破岩产生的破碎矿体进行收集;放矿平台装在承载平台后端下部，输送胶带机装在承载平台内，其两端分别与集矿铲和放矿平台搭接，用于将集矿铲收集的破碎矿体转运至放矿平台，并排放至所需位置。这样保证设备破岩后能将前方产生的矿体快速转运至设备后方，不会对设备的破岩产生影响且方便收集。
[0015]上述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统进行连续采矿的方法，包括以下步骤：
S1、利用矿山深部水仓资源，在水仓硐室旁建立电解硐室，将水仓中的水经过滤后输送到电解硐室中进行原位电解，从电解产物中得到氢气并收集。
[0016]S2、利用矿山浅部水仓资源，钻凿通向矿山深部的供水管路，将水仓中的水经过滤后输送至矿山深部。
[0017]S3、根据所需采矿位置，调整第一机械臂机构和第二机械臂机构的位姿，使火焰射流喷嘴和高压水射流喷嘴对准所需采矿位置。
[0018]S4、将电解硐室收集的氢气通过供气管道输送至氢气罐中储存，将氢气与氮气在高压气管中混合后输入至增压气泵，将混合气体增压后通过高压气管输入至火焰射流喷嘴喷出，并通过点火器点火产生火焰射流对所需采矿位置进行破岩。
[0019]S5、将浅部水仓供水管路与增压水泵的进水口连接，水流通过增压水泵后增加水压后，经高压水管输送至高压水射流喷嘴处形成高压水射流对所需采矿位置进行破岩。
[0020]S6、交替进行步骤S4和S5，此时所需采矿位置的岩石轮流受到火焰射流产生的高温破岩以及高压水射流产生的高压冲击破岩;且两者交替破岩过程中岩石受到大温差作用进一步增加破岩效率;岩石在高压水射流和火焰射流的协同作用下持续破碎进行破岩掘进。
[0021]S7、破岩过程中产生的矿石落至下方，集矿机构将破岩产生的矿石收集并转运至所需位置，便于后续的运输作业。
[0022]S8、当完成所需采矿位置一定进尺的破岩工作后，通过行走轮带动设备整体移动，重复步骤S1至S7，开始下一进尺的破岩与矿体收集，如此重复，直至完成整个采矿过程。破岩采矿过程中根据围岩条件确定协同破岩方式，可合理调控步骤S4和S5的破岩参数与交替顺序。
[0023]上述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统进行深部地热资源开采的方法，包括以下步骤：
S1、利用矿山深部水仓资源，在水仓硐室旁建立电解硐室，将水仓中的水经过滤后输送到电解硐室中进行原位电解，从电解产物中得到氢气并收集。
[0024]S2、利用矿山浅部水仓资源，钻凿通向矿山深部的供水管路，将水仓中的水经过滤后输送至矿山深部。
[0025]S3、根据所需地热开采位置，调整第一机械臂机构和第二机械臂机构的位姿，使火焰射流喷嘴和高压水射流喷嘴对准所需地热开采位置。
[0026]S4、将电解硐室收集的氢气通过供气管道输送至氢气罐中储存，将氢气与氮气在高压气管中混合后输入至增压气泵，将混合气体增压后通过高压气管输入至火焰射流喷嘴喷出，并通过点火器点火产生火焰射流对所需采矿位置进行破岩;岩石在火焰射流的作用下持续破碎进行定向破岩钻进。
[0027]S5、破岩过程中产生的矿石经高压流体携带至集矿机构下方，集矿机构将破岩产生的矿石收集并转运至所需位置，便于后续的运输作业。
[0028]S6、当达到所需地热开采位置时停止火焰射流，将浅部水仓供水管路与增压水泵的进水口连接，水流通过增压水泵后增加水压后，经高压水管输送至高压水射流喷嘴处形成高压水射流对地热开采位置进行高压冲击致裂，同时水体在冲击高温岩体后与其进行热交换产生高温水蒸气，将高温水蒸气持续收集，实现该地热开采位置的地热资源收集。
[0029]S7、当完成当前地热开采的收集后，通过行走轮带动设备整体移动，重复步骤S1至S6，开始下一位置的地热开采工作，如此重复，直至完成整个矿山的地热开采过程。
[0030]与现有技术相比，本发明将高压水射流破岩和火焰射流表面加热破岩相结合，并将传统凿岩台车和硬岩连续采矿设备进行组合设计，提出一种深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统，同时利用矿井内水资源，结合电解水
制氢技术，将深部水仓的矿井水电解制取氢气用于火焰射流燃料，并利用浅部水仓的相对位差势能，将浅部水仓矿井水用于深部高压水射流破岩(即利用势能差使注入增压水泵的水具有一定压力，减少了增压水泵后续增压消耗的能量)，有效解决了高压水射流电能消耗巨大，经济性较差的问题，是对矿井水资源多途径有效再利用的创新方案，同时在连续采矿过程中将火焰射流破岩与高压水射流破岩相结合，通过交替调控进行两种破岩方式进行连续采矿作业，此时所需采矿位置的岩石轮流受到火焰射流产生的高温破岩以及高压水射流产生的高压冲击破岩;且两者交替破岩过程中岩石受到大温差作用进一步增加破岩效率;岩石在高压水射流和火焰射流的协同作用下持续破碎进行破岩掘进，有效提高了深部硬岩破碎效率;另外该设备还可以进行硬岩矿山地热资源开采，开采过程中利用火焰射流破岩持续进行定向钻进，达到高温地热岩体时，采用高压水射流破岩，通过高压水冲击对岩体致裂，同时岩石受到大温差作用进一步增加破岩效率，使水进入裂缝内充分与岩体进行热交换，进而产生高温水蒸气，后续对高温水蒸气持续进行收集，从而实现对地热资源开采。
[0031]综上所述，本发明设备具有技术成熟、组成简单、模块化程度高的特点，其方法具有兼顾了深部硬岩矿体非爆连续破岩和深部矿山地热高效开采的现实需求，能够将高效的破岩技术与矿山现有的自然资源和基础设施进行创新整合，不仅可以解决破岩能量来源的经济性与安全性问题，而且实现采矿过程的连续化、绿色化与多资源协同化，最终保证深部硬岩矿山的矿产资源与地热资源的协同开发。
附图说明
[0032]图1是本发明中设备的结构示意图。
[0033]图2是本发明进行连续采矿的流程图。
[0034]图3是本发明进行地热开采的流程图。
[0035]图中：1、增压水泵进水口;2、增压水泵;3、高压水管;4、控制水阀;5、第一喷嘴支架;6、高压水射流喷嘴;7、第一控制阀;8、氢气罐;9、第二控制阀;10、高压气管;11、氮气罐;12、第三控制阀;13、控制气阀;14、增压气泵;15、第二喷嘴支架;16、火焰射流喷嘴;17、转向柱;18、支臂缸;19、机械臂;20、摆角缸;21、液压泵;22、承载平台;23、发动机;24、行走轮;25、集矿铲;26、集矿转齿;27、输送胶带机;28、放矿平台。
具体实施方式
[0036]下面将对本发明作进一步说明。
[0037]如图1所示，一种深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统，包括承载平台22，以及安设在承载平台22上的高压水射流破岩组件、氢气火焰射流破岩组件、位置调节机构和集矿机构;所述承载平台22下部装有行动轮24、内部装有发动机23，通过发动机23驱动行动轮24带动承载平台22移动;所述位置调节机构包括转向柱17、第一机械臂机构、第二机械臂机构、摆动油缸和液压泵，转向柱竖直装在承载平台上部，且转向柱17能以自身的轴线为中心转动;摆动油缸和液压泵21均装在承载平台22内，摆动油缸与转向柱17一端连接，液压泵21分别与第一机械臂机构、第二机械臂机构和摆动油缸连接，用于通过摆动油缸驱动转向柱17转动，并控制第一机械臂机构和第二机械臂机构动作;所述高压水射流破岩组件包括增压水泵2和高压水射流喷嘴6;高压水射流喷嘴6通过第一喷嘴支架5装在第一机械臂机构上，增压水泵2装在承载平台22上部，增压水泵进水口1通过管路与水源连接，增压水泵出水口通过高压水管3与高压水射流喷嘴6连接，用于将高压水输送至高压水射流喷嘴6，并喷出形成水射流进行破岩;所述氢气火焰射流破岩组件包括氢气罐8、氮气罐11、高压气管10、增压气泵14、火焰射流喷嘴16、第二喷嘴支架15和点火器;火焰射流喷嘴16通过第二喷嘴支架15装在第二机械臂机构上，氢气罐8、氮气罐11和增压气泵14均装在承载平台22上部，氢气罐8和氮气罐11通过高压气管10与增压气泵14连接，用于向增压气泵14内输送氢气和氮气的混合气体，增压气泵14通过高压气管10与火焰射流喷嘴16连接，用于将混合气体加压后输送至火焰射流喷嘴16并喷出高压气体;点火器装在火焰射流喷嘴16上，用于对喷出的高压气体点火形成火焰射流进行破岩;所述集矿机构装在承载平台22下部，用于将破岩产生的矿石收集并转运。所述氢气罐8的进口和出口分别装有第一控制阀7和第二控制阀9，氮气罐11的出口装有第三控制阀12，三个控制阀用于对各自所处端口的开闭进行控制;靠近增压气泵14的高压气管10上装有控制气阀13，用于控制增压气泵14与氢气罐8和氮气罐11的通断。高压水管3上装有控制水阀4，用于控制增压水泵2与高压水射流喷嘴6之间的通断。所述水源为矿山浅部赋存的水源;所述氢气罐8内的氢气由矿山深部赋存的水源电解形成。不仅解决了氢气长距离运输及存储的问题，而且有效利用废弃的水资源。
[0038]作为本发明的一种改进，所述第一机械臂机构和第二机械臂机构均包括机械臂19、支臂缸18和摆角缸20，机械臂19一端与转向柱17铰接，支臂缸18两端分别与转向柱17和机械臂19中部铰接，用于带动机械臂19以其一端为中心上下转动，摆角缸20一端与机械臂19另一端铰接、另一端与第一喷嘴支架5或第二喷嘴支架15铰接，用于带动第一喷嘴支架5或第二喷嘴支架15转动，实现对高压水射流喷嘴6或火焰射流喷嘴16的位置调节。所述第一机械臂机构处于第二机械臂机构正上方。采用这种设置方式，能保证两个机械臂机构带动各自的喷嘴对相同位置进行破岩。
[0039]作为本发明的另一种改进，所述集矿机构包括集矿铲25、输送胶带机27和放矿平台28，集矿铲25装在承载平台22前端下部，集矿铲上装有集矿转齿26，用于对破岩产生的破碎矿体进行收集;放矿平台28装在承载平台22后端下部，输送胶带机27装在承载平台22内，其两端分别与集矿铲25和放矿平台28搭接，用于将集矿铲25收集的破碎矿体转运至放矿平台28，并排放至所需位置。这样保证设备破岩后能将前方产生的矿体快速转运至设备后方，不会对设备的破岩产生影响且方便收集。
[0040]如图2所示，上述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统进行连续采矿的方法，包括以下步骤：
S1、利用矿山深部水仓资源，在水仓硐室旁建立电解硐室，将水仓中的水经过滤后输送到电解硐室中进行原位电解，从电解产物中得到氢气并收集。
[0041]S2、利用矿山浅部水仓资源，钻凿通向矿山深部的供水管路，将水仓中的水经过滤后输送至矿山深部。
[0042]S3、根据所需采矿位置，由液压泵21通过控制转向柱17、支臂缸18、摆角缸20来调整机械臂19的位置和第一喷嘴支架5或第二喷嘴支架15的位置，使火焰射流喷嘴16和高压水射流喷嘴6对准所需采矿位置。
[0043]S4、将电解硐室收集的氢气通过供气管道输送至氢气罐8中储存，打开氢气罐8出口的第二控制阀9，同时打开氮气罐出口的第三控制12，使氢气与氮气在高压气管10中混合，在控制气阀13的控制下输入至增压气泵14，将混合气体增压后通过高压气管10与控制气阀13输入至火焰射流喷嘴16喷出，并通过点火器点火产生火焰射流对所需采矿位置进行破岩。
[0044]S5、将浅部水仓供水管路与增压水泵进水口1连接，水流通过增压水泵2后增加水压后，经高压水管3和控制水阀4输送至高压水射流喷嘴6处形成高压水射流对所需采矿位置进行破岩。
[0045]S6、交替进行步骤S4和S5，此时所需采矿位置的岩石轮流受到火焰射流产生的高温破岩以及高压水射流产生的高压冲击破岩;且两者交替破岩过程中岩石受到大温差作用进一步增加破岩效率;岩石在高压水射流和火焰射流的协同作用下持续破碎进行破岩掘进。
[0046]S7、破岩过程中产生的矿石落至下方集矿铲25中，并被集矿转齿26传送至承载平台22内部的输送胶带机27上，通过输送胶带机27输送至承载平台22后端的放矿平台28进行后续的运输作业。
[0047]S8、当完成所需采矿位置一定进尺的破岩工作后，通过行走轮带动设备整体移动，重复步骤S1至S7，开始下一进尺的破岩与矿体收集，如此重复，直至完成整个采矿过程。破岩采矿过程中根据围岩条件确定协同破岩方式，可合理调控步骤S4和S5的破岩参数与交替顺序。
[0048]如图3所示，上述深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统进行深部地热资源开采的方法，包括以下步骤：
S1、利用矿山深部水仓资源，在水仓硐室旁建立电解硐室，将水仓中的水经过滤后输送到电解硐室中进行原位电解，从电解产物中得到氢气并收集。
[0049]S2、利用矿山浅部水仓资源，钻凿通向矿山深部的供水管路，将水仓中的水经过滤后输送至矿山深部。
[0050]S3、根据所需地热开采位置，由液压泵21通过控制转向柱17、支臂缸18、摆角缸20来调整机械臂19的位置和第一喷嘴支架5或第二喷嘴支架15的位置，使火焰射流喷嘴16和高压水射流喷嘴6对准所需地热开采位置。
[0051]S4、将电解硐室收集的氢气通过供气管道输送至氢气罐8中储存，打开氢气罐出口的第二控制阀9，同时打开氮气罐出口的第三控制12，使氢气与氮气在高压气管10中混合，在控制气阀13的控制下输入至增压气泵14，将混合气体增压后通过高压气管10与控制气阀13输入至火焰射流喷嘴16喷出，并通过点火器点火产生火焰射流对所需采矿位置进行破岩;岩石在火焰射流的作用下持续破碎进行定向破岩钻进。
[0052]S5、破岩过程中产生的矿石经高压流体携带至集矿铲25中，并被集矿转齿26传送至承载平台22内部的输送胶带机27上，通过输送胶带机27输送至承载平台22后端的放矿平台28进行后续的运输作业。
[0053]S6、当达到所需地热开采位置时停止火焰射流，将浅部水仓供水管路与增压水泵进水口1连接，水流通过增压水泵2后增加水压后，经高压水管3和控制水阀4输送至高压水射流喷嘴6处形成高压水射流对地热开采位置进行高压冲击致裂，同时水体在冲击高温岩体后与其进行热交换产生高温水蒸气，将高温水蒸气持续收集，实现该地热开采位置的地热资源收集。
[0054]S7、当完成当前地热开采的收集后，通过行走轮带动设备整体移动，重复步骤S1至S6，开始下一位置的地热开采工作，如此重复，直至完成整个矿山的地热开采过程。
[0055]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
说明书附图(3)
声明：
“深部硬岩矿山连续采矿与矿热共采破岩系统及方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：中国矿业大学
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