CN101910546A - 用于小型装药爆破的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于小型装药爆破的方法，以及其中使用的岩石钻凿单元。利用岩石钻凿单元(4)的钻岩机(6)，首先在待开凿的材料(17)内钻凿出钻孔(16)，在钻凿之后，将包括推进剂装药的一个或多个弹药筒(P)通过钻凿工具(7)进给到钻孔底部上。所述钻凿单元包括弹药筒进给台(14)，该弹药筒进给台(14)与钻岩机是分开的，且弹药筒可从所述弹药筒进给台(14)进给到钻凿工具的纵向通道(15)内。

Description

用于小型装药爆破的方法及设备
技术领域
本发明涉及用于小型装药爆破的方法，该方法包括利用钻岩机在待开凿的材料内钻凿出钻孔，并且在钻孔之后，通过钻凿单元将至少一个包括推进剂装药的弹药筒进给到钻孔。此后，在引燃弹药筒之前密封钻孔。小型装药的引燃在钻孔中施加巨大的气体压力，从而引起待开凿的材料破碎。
本发明还涉及用于小型装药爆破的岩石钻凿单元。该钻凿单元包括进给梁、钻岩机和钻凿工具，钻凿工具连接到钻岩机并包括通道，以便沿该通道将弹药筒进给到钻孔内。弹药筒通过进给台被进给到钻凿工具中的通道。
本发明的领域在独立权利要求的前序中较详细地限定。
背景技术
在小型装药爆破中，包括推进剂装药或类似的小型装药的弹药筒被布置在钻孔中。当弹药筒被引燃时，在钻孔中产生巨大的气体压力。钻孔中的巨大压力引起待开凿的材料受控制的碎裂。与常规爆炸爆破对比，小型装药爆破提供下述优点，即，钻岩设备不需要为了引燃而在钻凿之后被转移离开钻凿现场，因而可以连续地执行爆破。而且，小型装药爆破不产生大应力波，由此未被破碎的岩石部分保持完好且不需要支撑。小型装药爆破也是比较安全的，并且产生较少的灰尘。
US 5,308,149公开了一种包括钻岩机和弹药筒进给装置的钻凿单元，其可在进给梁上进行转位。首先，利用钻岩机钻凿出钻孔，然后，弹药筒进给装置在钻孔处转位，以将弹药筒进给到钻孔内。弹药筒进给装置包括厚重的填塞杆，通过填塞杆将弹药筒推到钻孔的底部上，而且也通过该填塞杆来密封钻孔的底部。WO 2006/099 637公开了一种用于小型装药爆破的替代性布置。除钻岩机之外，其不需要分开的弹药筒进给装置，而是从钻岩机中的进给台将弹药筒进给到钻柄，并且进一步通过钻杆到达钻头，弹药筒从钻头被引导到钻孔的底部。这一解决方案的缺点是其需要使用定制的钻岩机。
发明内容
本发明的目的是提供用于小型装药爆破的新的且改进的方法及钻凿单元。
本发明的方法的特征在于，从与钻岩机分开的弹药筒进给台将弹药筒进给到钻凿工具的通道内。
本发明的钻凿单元的特征在于，弹药筒进给台是与钻岩机分开的单元。
本发明的思想是弹药筒进给台与钻岩机分开地布置，这使得弹药筒进给台是与钻岩机分开的独立单元。
本发明提供下述优点，即，在钻凿中可使用非常普通的钻岩机，这是因为进给台是独立的分开单元。在此情形中，不需要重新构造关键部件，即，钻岩机，而是可使用任何可利用的冲击钻岩机或旋转钻岩机。此外，可根据需要自由选择分开的进给台的构造。而且，进给台可以是容易更换的部件。总而言之，由于钻岩机和进给台是分开的单元，所以设备的结构较为简单。
一个实施方式的思想是分开的弹药筒进给台布置在钻岩机的前侧。
一个实施方式的思想是钻岩机和弹药筒进给台在相同的托架上被布置在进给梁上。
一个实施方式的思想是钻岩机在第一托架上被布置在进给梁上，弹药筒进给台在第二托架上被布置在进给梁上。
一个实施方式的思想是钻岩机设有加长钻柄，该加长钻柄延伸到被布置在钻岩机的前侧的分开的进给台。此外，钻柄的至少在钻凿工具一侧的部分包括纵向通道。加长钻柄还包括至少一个进给开口，该进给开口用于将弹药筒从弹药筒进给台进给到钻柄的通道，并且进一步进给到与钻柄连接的钻凿工具的通道。
一个实施方式的思想是布置在钻岩机的钻柄处的钻凿工具包括在弹药筒进给台处的至少一个进给开口，用于将弹药筒从弹药筒进给台进给到钻凿工具的通道。
附图说明
本发明的一些实施方式在附图中较为详细地被说明，图中：
图1示意性示出了钻岩设备，其设有本发明的用于小型装药爆破的钻凿单元，
图2示意性示出了弹药筒和密封介质被进给通过钻凿工具进入钻孔内的情形的俯视图，
图3示意性示出了本发明的岩石钻凿单元的侧视图，其中弹药筒在其自己的托架上从位于钻岩机的前侧的弹药筒进给台进给到加长钻柄，并且进一步借助沿工具中的通道的加压水而进一步到达钻孔，以及
图4示意性示出了本发明的第二岩石钻凿单元的侧视图，其中弹药筒从位于钻岩机的前侧并布置在相同的托架上的弹药筒进给台进给到与钻岩机连接的第一钻凿工具的进给开口内，并且进一步通过沿钻凿工具中的通道的加压水而到达钻头并且进一步到钻孔的底部上。
为了清楚起见，附图简化示出了本发明的一些实施方式。在附图中用相同附图标记表示相同部件。
具体实施方式
图1中示出的钻岩设备1包括可移动的运载装置2、三个钻臂3a至3c以及在每个钻臂上的钻凿单元4a至4c。钻凿单元4至少包括进给梁5、钻岩机6、进给装置5a以及还有钻凿工具7，进给装置5a用于使钻岩机6沿进给方向A和返回方向B在进给梁上移动，而钻凿工具7连接到钻岩机6，并且在进给梁5的前部连接于前导引器8，钻凿工具7被布置通过前导引器8。钻凿工具7可以包括一个或多个钻杆9和在钻凿工具最外端的钻头10。可替代地，钻凿工具7可以是一体杆，在其最外端设有钻头等。钻岩机6可以是包括冲击装置的冲击式钻机，利用冲击装置对钻凿工具提供冲击脉冲，并且冲击脉冲通过工具又被传递到待开凿的岩石或类似材料11。冲击式钻岩机可包括旋转装置，该旋转装置用于使钻凿工具围绕其纵向轴线旋转。可替代地，可使用非冲击式钻岩机，在此情形中，仅通过旋转运动来执行钻凿。哪一种钻凿技术用于钻凿钻孔与本发明的中心思想无关。在小型装药爆破中使用的弹药筒可从运载装置2上的弹仓12沿进给通道13进给到弹药筒进给台14，并且进一步沿钻杆9中的通道15进给到钻孔16内，如图2中所示。可替代地，弹仓12c可位于钻凿单元4处。
图2示意出了小型装药爆破的原理。通常利用钻岩机6和连接到钻岩机6的钻凿工具7在岩石17上钻凿出钻孔16。在已经完成钻凿后，可在返回方向B上将钻凿工具7拉动离开钻孔16的底部一段距离。但是，钻凿工具保持在钻孔中。此后，可将弹药筒P从弹仓12或类似物进给到进给梁5上的进给台14，进给台与钻凿工具7中的纵向通道15相连。可借助压力介质，例如加压水或加压空气来进给弹药筒P，或者甚至可使用合适的推动器，例如缆线。在已经将一个或多个弹药筒P进给到钻头10和钻孔底部之间的空间之后，通过从通道15进给水来密封钻孔底部。密封水V填充钻孔中的裂缝，由此较好地维持了钻孔中的由弹药筒P引起的压力，并且岩石较容易破碎。密封水V也用作将由弹药筒P产生的压力作用传递到岩石的介质。钻凿工具7可在钻孔16中保持持续引燃弹药筒的时间，由此钻凿工具7用作钻孔开口的填塞物，并且防止了由弹药筒P产生的压力离开钻孔16。
在弹药筒P已经被进给且钻孔16已被密封之后，可通过借助引燃装置18或类似装置提供引燃脉冲来引燃弹药筒P。弹药筒P可包括压敏引燃器，由此可通过借助引燃装置18在弹药筒周围提供压力脉冲给填充水V来引燃弹药筒。另一方面，引燃装置18可经由钻凿工具7将机械脉冲提供给弹药筒P的上述引燃器，或者可借助电磁波或电磁脉冲来引燃引燃器。引燃装置18可被布置在钻凿单元4中。如果使用电磁波来引燃，则引燃装置18可位于钻凿单元外，并且可通过例如来自钻岩设备1的驾驶室的远程控制来执行引燃。
图3示出了钻凿单元4的非常简化的图，其中，在进给方向A上，在钻岩机6的前侧布置有弹药筒进给台14，弹药筒进给台14是与钻岩机6分开的独立的物理单元。钻岩机6可通过第一托架19a可移动地布置在进给梁5上，而弹药筒进给台14其部分可通过第二托架19b可移动地设置在进给梁5上。钻柄20作为用于钻岩机6的基本结构，可设置比常规钻柄更长的钻柄，且该钻柄延伸到进给台14。在此情形中，钻凿工具7和钻柄20之间的连接21位于进给台14的前侧。在钻柄20中，至少在进给台14处有轴向通道22，该轴向通道22与钻凿工具7中的通道15相连。此外，钻柄20包括至少一个横向进给开口23，通道22通过该进给开口23与进给台14的进给室24相连，并且进一步与和进给台14相连的进给通道13相连。在此情形中，从进给通道13进给的弹药筒P在进给台14的进给室24中的进给装置25控制下可被传递通过进给开口23进入钻柄20的通道22内，并且进一步沿钻凿工具7的通道15进入钻孔内。进给装置25可以是由弹簧元件26操作的致动器、压力介质等，致动器或压力介质在横交钻凿线的方向上将弹药筒P传送到进给开口23。进给台14还可包括密封装置27，钻柄20可通过密封装置27被密封于进给台14中。这样，由进给通道13和/或钻岩机6提供的冲洗水，输送弹药筒P所使用的水、密封水V或类似的压力介质的进给以受控制的方式来执行。自然，进给台14能以与图3中举例所示的不同方式被构造。
图4示出了另一岩石钻凿单元4的非常简化的图，其与图3中所示的不同，至少在于，此处的钻岩机6和进给台14设置在相同的托架19上。而且，通常的钻柄20被固定到钻岩机6，而且钻凿工具7固定到钻柄的延伸部分。在钻凿工具7端部的位于钻岩机6一侧的部分上，设有从钻凿工具7的外表面延伸到通道15的至少一个进给开口23，由此，弹药筒P可被进给通过钻凿工具7。进给开口23位于进给台14处。钻凿工具7可包括一个或多个钻杆28a、28b，其中的最靠近钻岩机6的第一钻杆28a设有进给开口23。
图4还通过虚线29示出了通道，该通道可延伸通过钻岩机6的冲击元件，并且沿该通道或者沿设置通过通道的导管，水可被进给到钻柄20，以便将弹药筒P进给到钻孔。代替该导管，冲洗水可通过进给通道13或者从与进给台14相连的通道30而进给到钻柄20中的冲洗通道。也可从通道30将驱动力提供给由压力介质操作的进给装置25。
应注意，进给台14不用必需离开钻岩机6一段距离定位，如图3和4中所示，而是进给台14可以靠着钻岩机6的前部设置。另一可能是将进给台设置在钻岩机的后侧，由此弹药筒沿着根据图4的通道29进给通过钻岩机到达钻柄，并且进一步沿钻凿工具中的通道进入钻孔。
在一些情形中，不管其它特征如何，本申请中提供的特征可同样被使用。另一方面，如果必要，本申请中描述的特征可被组合起来以形成不同的组合。
附图和相关说明仅用来示意出本发明的思想。本发明的具体细节可在权利要求的范围内进行改变。

Claims (7)

1.一种用于小型装药爆破的方法，所述方法包括：
利用岩石钻凿单元(4)执行爆破，所述岩石钻凿单元(4)至少包括进给梁(5)、进给装置(5a)、钻岩机(6)和钻凿工具(7)；
利用所述钻岩机(6)在待开凿的材料(11)内钻凿出钻孔(16)；
在钻凿之后，将所述钻岩机(6)保持在所钻凿出的钻孔(16)的方向上；
在钻凿之后，将包括推进剂装药的至少一个弹药筒(P)沿所述钻凿工具(7)中的至少一个通道(15)进给到所述钻孔(16)内；
将所述弹药筒从弹药筒进给台(14)进给到所述钻凿工具的所述通道(15)内；
密封所述钻孔(16)；以及
引燃所述弹药筒(P)，由此在所述钻孔(16)中产生巨大的气体压力，从而引起待开凿的材料(11)破碎，
其特征在于，将所述弹药筒(P)从与所述钻岩机(6)分开的所述弹药筒进给台(14)进给到所述钻凿工具的所述通道(15)内。
2.一种用于小型装药爆破的岩石钻凿单元，所述钻凿单元(4)包括：
进给梁(5)；
钻岩机(6)；
进给装置(5a)，通过所述进给装置(5a)，所述钻岩机(6)能沿进给方向(A)和返回方向(B)在所述进给梁(5)上移动；
钻凿工具(7)，所述钻凿工具(7)连接到所述钻岩机(6)，并包括至少一个纵向通道(15)；以及
弹药筒进给台(14)，通过所述弹药筒进给台(14)，包括推进剂装药的弹药筒(P)能被进给到所述钻凿工具(7)并且沿所述钻凿工具(7)的通道(15)进给到钻孔(16)内；
其特征在于，所述弹药筒进给台(14)是与所述钻岩机(6)分开的单元。
3.如权利要求2所述的钻凿单元，其特征在于，分开的所述弹药筒进给台(14)在所述钻岩机(6)的前侧被布置在所述进给梁(5)上。
4.如权利要求2或3所述的钻凿单元，其特征在于，所述钻岩机(6)和所述弹药筒进给台(14)在相同的托架(9)上被布置在所述进给梁(5)上。
5.如权利要求2或3所述的钻凿单元，其特征在于，所述钻岩机(6)在第一托架(9a)上被布置在所述进给梁(5)上，并且所述弹药筒进给台(14)在第二托架(9b)上被布置在所述进给梁(5)上。
6.如前述权利要求2-5中任一项所述的钻凿单元，其特征在于，所述钻岩机(6)设有加长钻柄(20)，所述加长钻柄(20)延伸到被布置在所述钻岩机(6)的前侧的分开的所述进给台(14)，并且所述钻柄(20)的至少在所述钻凿工具(9)一侧的部分包括纵向通道(22)；以及
所述加长钻柄(20)包括至少一个进给开口(23)，所述进给开口(23)用于将弹药筒(P)从所述弹药筒进给台(14)进给到所述钻柄(20)的所述通道(22)，并且进一步进给到与所述钻柄(20)连接的所述钻凿工具(9)的所述通道(15)。
7.如前述权利要求2-5中任一项所述的钻凿单元，其特征在于，与所述钻岩机(6)的所述钻柄(20)连接的所述钻凿工具(7)包括在所述弹药筒进给台(14)处的至少一个进给开口(23)，用于将弹药筒(P)从所述弹药筒进给台(14)进给到所述钻凿工具(7)的所述通道(15)。
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