CN104033155B - 一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法 - Google Patents
一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104033155B CN104033155B CN201410266410.0A CN201410266410A CN104033155B CN 104033155 B CN104033155 B CN 104033155B CN 201410266410 A CN201410266410 A CN 201410266410A CN 104033155 B CN104033155 B CN 104033155B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder body
- rock drilling
- rock
- drilling equipment
- construction method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法，所述凿岩设备包括钎尾套、转动套、机头、花键母、衬套、导向套、活塞、螺旋棒、螺旋母、阀、缸体、棘轮、把手、长螺杆、螺母，所述缸体下方设置有消声罩；所述施工方法包括清理作业场地、步钻眼点、连接风水管送风送水、钻孔、清碴、爆破、人工进行排险后拱顶、再用掌子面喷浆封闭。本发明凿岩设备的消声罩设置在缸体下部，钻孔时凿岩设备能尽可能的紧贴炮孔上表面周岩作业，最大限度减少了凿岩推进过程中产生的梯度误差，大大降低了后期支护成本，转动套与机头、活塞与缸体等的配合尺寸更合理，既保持了零件的灵活性，又减少了运动中的噪声。
Description
技术领域
本发明涉及隧道开掘施工技术领域，尤其涉及一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法。
背景技术
凿岩机是一种在岩石上钻凿孔的机器，其主要工作原理是用压气作为动力，通过被动阀控制活塞往复运动，冲程时活塞冲击钎具凿碎岩石，回程时，活塞带动钎具回转一定的角度，连续的冲击、回转使钎具在岩石上凿出圆形炮孔。目前，在煤炭、矿业等工程领域广泛使用凿岩机，利用该设备来对不同岩体进行钻孔作业，为后续炸药安设打下基础，传统的爆破技术难以控制爆破强度，对岩体破坏扰动程度大，不利于隧道开挖之后的稳固，造成人力物力的浪费，增加了支护过程中的安全风险。
现有的凿岩机缺少一个水平面，故而影响掘进时钎杆的调整方向，无法紧贴围岩成水平进尺。因此每一钻孔循环间出现大量错台，增加了施工成本，加大了施工安全风险。只有当凿岩机紧贴围岩成水平线向前推进，上一循环进尺与下一循环进尺才会成水平线延伸，操作人员在钻眼时严格控制，使钻眼成果达到最高标准，掘进成洞后的拱顶及两侧围岩达到光滑平整，减少混凝土工作量，才能降低初期支护成本，增强隧道掘进过程中对围岩的保护，减少每进尺循环错台过大而带来的安全隐患及材料的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法，从而解决背景技术中存在的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种新型隧道光面开掘凿岩设备，包括钎尾套、转动套、机头、花键母、衬套、导向套、活塞、螺旋棒、螺旋母、阀、缸体、棘轮、把手、长螺杆、螺母，所述缸体上端经长螺杆及螺母分别连接有把手与机头，所述缸体的左端内壁上设置有导向套，所述导向套内壁上设置有衬套，所述缸体内设有活塞，所述活塞的右端内壁上设置有螺旋母，所述螺旋母内连接有横向设置的螺旋棒，所述螺旋棒的右上端连接有棘轮，所述棘轮连接缸体和把手，所述螺旋棒的中上端设有位于缸体内的阀，所述机头内壁上设置有转动套，所述转动套左端内壁上设置有钎尾套，所述转动套右端内壁上设置有花键母。
作为一种改进，所述缸体下方设置有消声罩。
作为一种改进，所述缸体和机头形成的水平梯级高度差控制在1.8cm-2cm。
一种新型隧道光面开掘的施工方法，具体包括如下步骤：
（1）清理作业场地，准备人工开挖简易台车；
（2）测量人员用全站仪准确定出隧道中心线和拱顶面高程，在掌子面上布置周边眼的位置，画出开挖轮廓线，组织人工清除边仰坡上的危石；
（3）连接风管，水管，通电，在待开掘的岩石上标记爆破点，将本发明所述凿岩设备钎杆紧贴围岩上表面，每个孔位使凿岩设备的钎杆水平上表面与围岩保持平行，开始钻孔；
（4）在钻好的孔内按光面爆破设计的要求放入爆破装置，安装炸药，所述爆破装置的外围为导爆索皮管，在内部间隔填充乳化炸药和细沙，导爆索一端串联毫秒雷管，毫秒雷管连接电雷管，电雷管引出足够长的导线联接起爆器，施工人员在安全地带启动起爆器进行爆破，引爆电雷管，继而引爆毫秒雷管，使导爆索联接在一起的爆破装置同时爆炸；
（5）人工进行清碴，准确控制好标高，使下一循环放样、钻孔准确无误；
（6）机械排险后人工再次进行机械清理，再将掌子面和搭顶及两侧开挖断面喷浆封闭；
（7）循环操作上述步骤，减少凿岩推进过程中产生的梯度误差，保证钻眼的深度、方向、角度、间距，保证断面不欠挖，尽可能减少超挖。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述凿岩设备的消声罩设置在缸体下部，缸体和机头形成的水平梯级高度控制在1.8cm -2cm，钻孔时凿岩机能尽可能的紧贴炮孔上表面作业，最大限度减少了凿岩推进过程中产生的梯度误差，操作人员存明确的方向感，只需用凿岩设备的上平面紧贴围岩表面推进就能达到其最佳效果，扩大了作业范围。转动套与机头、活塞与缸体等的配合尺寸更合理，既保持了零件的灵活性，又减少了运动中的噪声。对材料的选配进行了研究，使凿岩机的零件在保证足够强度、刚度的条件下，重量减轻，减轻操作人员的负担。油路设计合理，使各活动零件能得到充分的润滑，减少零件之间的摩擦磨损。合理的气道布局和活塞结构设计，保证了工作过程中进尺速度快，出力大。本发明的凿岩设备结构简单，工作效率高，工作质量好，且维护便捷，使用寿命长。
本发明凿岩设备由于有一个水平面，施工过程中将钻机紧贴围岩推进、增加了控制开挖的调整范围，提高了开挖过程中对超挖、欠挖的有效控制，降低了对围岩松弛度的影响，钻眼的精度直接影响开挖断面的精度，控制好钻眼的精度是当前山岭隧道钻爆法施工的关键一环，控制超欠挖和减少错台是钻爆施工的核心，因此使用本凿岩机结合光面爆破方法，提高了施工效率，隧道施工开挖支护成本减少10%-30%，增强施工安全保障。
附图说明
图1为本发明凿岩设备的横向剖面结构示意图；
图2为本发明凿岩设备的俯视图；
图3为本发明施工方法的操作示意图。
图1、图2和图3中所示： 1、钎尾套；2、转动套；3、机头；4、花键母；5、衬套；6、导向套；7、活塞；8、螺旋棒；9、螺旋母；10、阀；11、缸体；12、棘轮；13、把手；14、消声罩；15、长螺杆；16、螺母；17、凿岩设备；18、爆破点；19.错台。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1和图2，一种新型隧道光面开掘凿岩设备，包括钎尾套（1）、转动套（2）、机头（3）、花键母（4）、衬套（5）、导向套（6）、活塞（7）、螺旋棒（8）、螺旋母（9）、阀（10）、缸体（11）、棘轮（12）、把手（13）、长螺杆（15）、螺母（16），所述缸体（11）上端经长螺杆（15）及螺母（16）分别连接有把手（13）与机头（3），所述缸体（11）的左端内壁上设置有导向套（6），所述导向套（6）内壁上设置有衬套（5），所述缸体（11）内设有活塞（7），所述活塞（7）的右端内壁上设置有螺旋母（9），所述螺旋母（9）内连接有横向设置的螺旋棒（8），所述螺旋棒（8）的右上端连接有棘轮（12），所述棘轮（12）连接缸体（11）和把手（13），所述螺旋棒（8）的中上端设有位于缸体（11）内的阀（10），所述机头（3）上内壁上设置有转动套（2），所述转动套（2）左端内壁上设置有钎尾套（1），所述转动套（2）右端内壁上设置有花键母（4）。
作为一种改进，所述缸体（11）下方设置有消声罩（14）。
作为一种改进，所述缸体（11）和机头（3）形成的水平梯级高度差控制在1.8cm -2cm。
参见图3，一种新型隧道光面开掘的施工方法，具体包括如下步骤：
（1）清理作业场地，准备人工开挖简易台车；
（2）测量人员用全站仪准确定出隧道中心线和拱顶面高程，在掌子面上布置周边眼的位置，画出开挖轮廓线，组织人工清除边仰坡上的危石；
（3）连接风管，水管，通电，在待开掘的岩石上标记爆破点，将本发明所述凿岩设备钎杆紧贴围岩上表面，每个孔位使凿岩设备的钎杆水平上表面与围岩保持平行，开始钻孔；
（4）在钻好的孔内按光面爆破设计的要求放入爆破装置，安装炸药，所述爆破装置的外围为导爆索皮管，在内部间隔填充乳化炸药和细沙，导爆索一端串联毫秒雷管，毫秒雷管连接电雷管，电雷管引出足够长的导线联接起爆器，施工人员在安全地带启动起爆器进行爆破，引爆电雷管，继而引爆毫秒雷管，使导爆索联接在一起的爆破装置同时爆炸；
（5）人工进行清碴，准确控制好标高，使下一循环放样、钻孔准确无误；
（6）机械排险后人工再次进行机械清理，再将掌子面和搭顶及两侧开挖断面喷浆封闭；
（7）循环操作上述步骤，减少凿岩推进过程中产生的梯度误差，保证钻眼的深度、方向、角度、间距，保证断面不欠挖，尽可能减少超挖。
本发明凿岩设备由于有一个水平面，施工过程中将钻机紧贴围岩推进、增加了控制开挖的调整范围，提高了开挖过程中对超挖、欠挖的有效控制，降低了对围岩松弛度的影响，使用本凿岩机结合光面爆破方法，提高了施工效率，隧道施工开挖支护成本减少10%-30%，如表1中采用传统设备方法和采用本发明设备方法施工的参数对比。
表1
| 采用传统设备方法施工 | 采用本发明设备方法施工后 | |
| 单一错台土方量 | 9.3m³-17.7m³ | 6.5m³-13.6m³ |
| 单一错台支护成本 | 4000￥-5000￥ | 3000￥-3800￥ |
| 单一错台材料成本 | 3000￥-4000￥ | 2500￥-3000￥ |
| 单一错台人工成本 | 1000￥-2000￥ | 700￥-1400￥ |
以上显示和描述了本发明的基本原理及主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种新型隧道光面开掘的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：
(1)清理作业场地，准备人工开挖简易台车；
(2)测量人员用全站仪准确定出隧道中心线和拱顶面高程，在掌子面上布置周边眼的位置，画出开挖轮廓线，组织人工清除边仰坡上的危石；
(3)连接风管，水管，通电，在待开掘的岩石上标记爆破点，将凿岩设备的钎杆紧贴围岩上表面，每个孔位使凿岩设备的钎杆水平上表面与围岩保持平行，凿岩设备的上平面紧贴围岩表面推进开始钻孔，根据凿岩设备的缸体和机头形成的水平梯级高度控制钻眼精度，保证每循环进尺一致；
(4)在钻好的孔内按光面爆破设计的要求放入爆破装置，安装炸药，所述爆破装置的外围为导爆索皮管，在内部间隔填充乳化炸药和细沙，导爆索一端串联毫秒雷管，毫秒雷管连接电雷管，电雷管引出足够长的导线联接起爆器，施工人员在安全地带启动起爆器进行爆破，引爆电雷管，继而引爆毫秒雷管，使导爆索联接在一起的爆破装置同时爆炸；
(5)人工进行清碴，准确控制好标高，使下一循环放样、钻孔准确无误；
(6)机械排险后人工再次进行机械清理，再将掌子面和搭顶及两侧开挖断面喷浆封闭；
(7)循环操作上述步骤，减少凿岩推进过程中产生的梯度误差，保证钻眼的深度、方向、角度、间距，保证断面不欠挖，尽可能减少超挖。
2.根据权利要求1所述的一种新型隧道光面开掘的施工方法，其特征在于，所述凿岩设备包括钎尾套、转动套、机头、花键母、衬套、导向套、活塞、螺旋棒、螺旋母、阀、缸体、棘轮、把手、长螺杆、螺母，所述缸体上端经长螺杆及螺母分别连接有把手与机头，所述缸体的左端内壁上设置有导向套，所述导向套内壁上设置有衬套，所述缸体内设有活塞，所述活塞的右端内壁上设置有螺旋母，所述螺旋母内连接有横向设置的螺旋棒，所述螺旋棒的右上端连接有棘轮，所述棘轮连接缸体和把手，所述螺旋棒的中上端设有位于缸体内的阀，所述机头上内壁上设置有转动套，所述转动套左端内壁上设置有钎尾套，所述转动套右端内壁上设置有花键母。
3.根据权利要求2所述的一种新型隧道光面开掘的施工方法，其特征在于，所述缸体下方设置有消声罩。
4.根据权利要求2所述的一种新型隧道光面开掘的施工方法，其特征在于，所述缸体和机头形成的水平梯级高度差控制在1.8cm-2cm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410266410.0A CN104033155B (zh) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | 一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410266410.0A CN104033155B (zh) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | 一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104033155A CN104033155A (zh) | 2014-09-10 |
| CN104033155B true CN104033155B (zh) | 2017-11-10 |
Family
ID=51464122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410266410.0A Active CN104033155B (zh) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | 一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104033155B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2016298441A1 (en) * | 2015-07-28 | 2018-02-22 | Andre Van Dyk | Tunnelling machine |
| CN108775245B (zh) * | 2018-04-25 | 2019-08-02 | 中国矿业大学 | 一种基于液压蓄能器的可控压力喷射装置及其方法 |
| CN108590672B (zh) * | 2018-05-03 | 2020-11-20 | 深圳市市政工程总公司 | 一种手持式隧道破碎设备用辅助机构及其操作方法 |
| CN111827890A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-27 | 青海省水利水电工程局有限责任公司 | 爆破钻孔控制施工设备及其施工方法 |
| CN113863854A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 中铁十四局集团电气化工程有限公司 | 一种隧道维护用装置 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101799262A (zh) * | 2010-04-12 | 2010-08-11 | 胡铭益 | 一种用于隧道开掘的光面爆破方法 |
| CN201653304U (zh) * | 2010-04-12 | 2010-11-24 | 胡铭益 | 一种隧道开掘光面爆破装置 |
| CN102506622A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-06-20 | 中铁隧道集团有限公司 | 一种隧道电子毫秒电雷管全断面爆破震动控制施工方法 |
| CN102758633A (zh) * | 2011-04-29 | 2012-10-31 | 中国华冶科工集团有限公司 | 一种围岩情况较好的大断面隧道的施工方法 |
| CN102927867A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-13 | 中国矿业大学(北京) | 一种掏槽预裂爆破减震方法 |
| CN103291308A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-11 | 王卓 | 用于隧道施工的悬臂式掘进机及隧道施工方法 |
| CN103344154A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-10-09 | 武汉科技大学 | 一种碳质片岩隧道爆破方法及施工方法 |
| CN103470267A (zh) * | 2013-09-28 | 2013-12-25 | 中铁二十局集团第二工程有限公司 | 一种长大隧道快速施工工艺 |
| CN203905802U (zh) * | 2014-06-10 | 2014-10-29 | 湖南铭益隧道工程技术有限公司 | 一种新型凿岩机 |
-
2014
- 2014-06-16 CN CN201410266410.0A patent/CN104033155B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101799262A (zh) * | 2010-04-12 | 2010-08-11 | 胡铭益 | 一种用于隧道开掘的光面爆破方法 |
| CN201653304U (zh) * | 2010-04-12 | 2010-11-24 | 胡铭益 | 一种隧道开掘光面爆破装置 |
| CN102758633A (zh) * | 2011-04-29 | 2012-10-31 | 中国华冶科工集团有限公司 | 一种围岩情况较好的大断面隧道的施工方法 |
| CN102506622A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-06-20 | 中铁隧道集团有限公司 | 一种隧道电子毫秒电雷管全断面爆破震动控制施工方法 |
| CN102927867A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-13 | 中国矿业大学(北京) | 一种掏槽预裂爆破减震方法 |
| CN103291308A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-11 | 王卓 | 用于隧道施工的悬臂式掘进机及隧道施工方法 |
| CN103344154A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-10-09 | 武汉科技大学 | 一种碳质片岩隧道爆破方法及施工方法 |
| CN103470267A (zh) * | 2013-09-28 | 2013-12-25 | 中铁二十局集团第二工程有限公司 | 一种长大隧道快速施工工艺 |
| CN203905802U (zh) * | 2014-06-10 | 2014-10-29 | 湖南铭益隧道工程技术有限公司 | 一种新型凿岩机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104033155A (zh) | 2014-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104033155B (zh) | 一种新型隧道光面开掘凿岩设备及施工方法 | |
| CN102678120B (zh) | 冲击地压卸压解危方法 | |
| AU2018421568B2 (en) | Underground deep hole loosening blasting and water injection intergrated hole sealing device | |
| CN104457460B (zh) | 巷道大空孔直眼掏槽快速爆破方法 | |
| CN104533467B (zh) | 一种高承压水、断层破碎巷道的支护方法 | |
| CN104929517B (zh) | 一种双钻头全液压钻式泄压设备及泄压方法 | |
| CN109209472A (zh) | 一种冲孔、爆破、注水相互耦合的煤层卸压防突方法 | |
| CN102678117A (zh) | 基于聚能爆破的定向水力致裂方法 | |
| CN110966002B (zh) | 一种基于密集钻孔的切顶卸压方法 | |
| CN111502662B (zh) | 一种冲击地压矿井超前煤体深部卸压浅部加固的防治方法 | |
| CN103615249A (zh) | 工艺矿的地下切割采矿方法 | |
| CN105423832A (zh) | 一种厚壁砖烟囱定向窗的爆破施工方法 | |
| CN110145305A (zh) | 一种水力切顶留巷防治巷道冲击地压的方法 | |
| CN115749713A (zh) | 岩层变频脉冲缝网压裂方法与装备 | |
| CN103307941B (zh) | 一种提高矿山平巷掘进掏槽爆破效果的方法 | |
| CN113216912A (zh) | 降低矿震等级用射孔枪及水压致裂降低矿震等级方法 | |
| Danilov et al. | Justification of basic diagrams of horizontal drilling deflectors | |
| CN104453897A (zh) | 履带式凿山机 | |
| CN112554888A (zh) | 一种边界煤柱下巷道的卸压-补强协同维护方法 | |
| CN105064994B (zh) | 一种机载连续成槽卸压采煤装备及方法 | |
| CN109162717B (zh) | 一种采矿、隧道工程水力掘进方法及其设备 | |
| CN107461208B (zh) | 一种用于倾斜矿体上的联络管线井及施工方法 | |
| CN104989409A (zh) | 一种竖井小断面成孔后全断面开挖方法 | |
| RU2059810C1 (ru) | Способ разработки крутопадающих месторождений | |
| CN104805830B (zh) | 非爆破岩石抗拔桩施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 410000 room 1603, 98 Sifangping, Kaifu District, Changsha City, Hunan Province Patentee after: Hunan Zhongxin Guotai Construction Group Co.,Ltd. Address before: 410000 room 1603, 98 Sifangping, Kaifu District, Changsha City, Hunan Province Patentee before: HUNAN MINGYI TUNNEL ENGINEERING TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |