CN106089077B - 一种松散岩体钻孔装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种松散岩体钻孔装置，包括钻机，钻杆，定位竖台和支承桁架；钻机连同钻杆固定于定位竖台上，钻杆与地面垂直；定位竖台固定于支承桁架上；定位竖台安装有导轨，在钻机工作状态下，钻机在导轨上做往复运动；支承桁架呈人字结构，包括横梁，底部安装有滚轮，横梁用于固定定位竖台，滚轮用于在钻机变换地点作业时，将支承桁架，连同钻机移动到预定位置。本发明结构简单、易于操作，更能够有效解决松散岩体内进行钻孔注浆作业，钻孔效率低、成孔率低及安全性差的问题。

Description

一种松散岩体钻孔装置及方法
技术领域
本发明涉及一种钻孔装置及方法，特别是一种适应于松散岩体的钻孔装置及方法。
背景技术
煤矸石露天堆积形成的高陡矸石山不仅压占大量土地资源、污染地表和地下水源，而且矸石自燃会释放出大量的SO2、CO、H2S和苯并(a)蓖等有毒有害气体，造成大气污染和破坏生态环境，还有可能引发水煤气爆炸等破坏性更大的灾害，造成严重的财产损失和人员伤亡。治理矸石山，防止矸石山自燃具有较为重要的安全和经济意义。
目前，较为常用的一种防止矸石山自燃的方法是注浆灭火法。注浆灭火法通过向矸石山内打钻注浆，一方面通过浆液水分的蒸发，带走部分热量(降温)，另一方面灭火材料包裹矸石，隔绝了氧气供给，又阻断了矸石山坡面的气体流通(隔氧)，从而达到灭火的目的，但预期效果好于实际效果。这主要是由于矸石山属于多孔介质的松散体结构，在进行钻孔施工时易发生卡钻、塌孔、钻头变红软化等现象，使注浆钻孔施工较为困难。因此，注浆钻孔方式亟需改进，但目前，还没有一种能够适应于松散岩体结构，有效提高成孔率和钻孔效率的钻孔方法。
发明内容
本发明提供了一种行之有效的适应于松散岩体结构的钻孔装置和钻孔方法，较大程度的改善了注浆灭火效果。
本发明采用的技术方案如下：
一种松散岩体钻孔装置，包括钻机，钻杆，定位竖台和支承桁架；所述钻机连同所述钻杆固定于所述定位竖台上，所述钻杆与地面垂直；所述定位竖台固定于所述支承桁架上；所述定位竖台安装有导轨，在所述钻机工作状态下，所述钻机在所述导轨上做往复运动；所述支承桁架呈人字结构，包括横梁，底部安装有滚轮，所述横梁用于固定所述定位竖台，所述滚轮用于在所述钻机变换地点作业时，将所述支承桁架，连同所述钻机移动到预定位置。
在上述松散岩体钻孔装置中，所述定位竖台还安装有车轮，所述定位竖台与所述支承桁架通过连接件连接，在所述钻机作业完成后，通过松开所述连接件，使所述定位竖台脱离所述支承桁架，然后通过车轮，将所述定位竖台连同所述钻机移动到预定位置。
在上述松散岩体钻孔装置中，所述钻机为潜孔钻机。
在上述松散岩体钻孔装置中，所述滚轮为万向轮。
一种松散岩体钻孔方法，使用上述松散岩体钻孔装置钻孔，包括以下步骤：
(a)选定钻孔位置，移动所述松散岩体钻孔装置至钻孔位置，保持所述钻杆(2)垂直于地面；
(b)启动所述钻机(1)，使所述钻机(1)在所述导轨(301)上做往复运动，随着钻孔的深入，开始向钻孔内插入注浆管，向钻孔内灌注预先配置的钻孔冲洗液；
(c)钻孔作业完成后，通过所述支承桁架(4)和所述定位竖台(3)快速将所述钻机(1)和所述钻杆(2)移动到预定位置，开始下一个钻孔作业。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
①本发明提供的松散岩体钻孔装置及方法，由于将钻机固定于定位竖台，定位竖台又固定于支承桁架之上，钻机可在定位竖台上做反复运动，钻杆垂直于地面打钻，在打钻同时，还对钻孔及时进行注浆作业，因此，本发明能够有效解决在松散岩体内打钻容易卡钻，且成孔率低的问题。
②本发明提供的松散岩体钻孔装置及方法，由于采用钻机固定于定位竖台，定位竖台又固定于支承桁架之上的结构，使工作人员能够远程操作钻机作业，且钻孔稳定性高，因此，本发明能够有效避免在预防矸石山自燃注浆钻孔作业中高温蒸汽伤害事故的发生，能够保证钻孔作业的安全性。
③本发明提供的松散岩体钻孔装置及方法，由于采用的定位竖台和支承桁架均可由简单的钢管焊接而成，造价低，因此，本发明能够在有效解决钻孔有效性和安全性的问题同时，还能够有效避免钻孔作业成本增高和程序复杂化问题。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明松散岩体钻孔装置结构示意图主视图；
图2是本发明松散岩体钻孔装置结构示意图右视图。
图中标记为：1-钻机，2-钻杆，3-定位竖台，4-支承桁架，301-导轨，302-车轮，401-支承桁架横梁，402-滚轮，403-连接件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1-2显示的是本发明松散岩体钻孔装置的优选实施例。
实施例一
所述松散岩体钻孔装置，包括钻机1，钻杆2，定位竖台3和支承桁架4；所述钻机1连同所述钻杆2固定于所述定位竖台3上，所述钻杆2与地面垂直；所述定位竖台3固定于所述支承桁架4上；所述定位竖台3安装有导轨301；所述支承桁架4呈人字结构，包括横梁401，底部安装有滚轮402，所述横梁401用于固定所述定位竖台3，所述滚轮402用于在所述钻机1变换地点作业时，将所述支承桁架4，连同所述钻机1移动到预定位置。
在本实施例中，所述钻机1为潜孔钻机。
在本实施例中，所述滚轮402为万向轮。
使用本实施例在松散岩体内进行钻孔的方法，包括如下步骤：
(a)选定钻孔位置，移动所述松散岩体钻孔装置至钻孔位置，保持所述钻杆2垂直于地面；
(b)启动所述钻机1，使所述钻机1在所述导轨301上做往复运动，随着钻孔的深入，开始向钻孔内插入注浆管，向钻孔内灌注预先配置的钻孔冲洗液；
(c)钻孔作业完成后，通过所述支承桁架4，将所述定位竖台3连同所述钻机(1)和所述钻杆(2)移动到预定位置，开始下一个钻孔作业。
实施例二
所述松散岩体钻孔装置，包括钻机1，钻杆2，定位竖台3和支承桁架4；所述钻机1连同所述钻杆2固定于所述定位竖台3上，所述钻杆2与地面垂直；所述定位竖台3固定于所述支承桁架4上；所述定位竖台3安装有导轨301；所述支承桁架4呈人字结构，包括横梁401，底部安装有滚轮402，所述横梁401用于固定所述定位竖台3，所述滚轮402用于在所述钻机1变换地点作业时，将所述支承桁架4，连同所述钻机1移动到预定位置。
在本实施例中，所述定位竖台3还安装有车轮302，所述定位竖台3与所述支承桁架4通过连接件403连接，在所述钻机1作业完成后，通过松开所述连接件403，使所述定位竖台3脱离所述支承桁架4，然后通过车轮302，将所述定位竖台3连同所述钻机1移动到预定位置。
在本实施例中，所述钻机1为潜孔钻机。
在本实施例中，所述滚轮402为万向轮。
使用本实施例在松散岩体内进行钻孔的方法，包括如下步骤：
(a)选定钻孔位置，移动所述松散岩体钻孔装置至钻孔位置，保持所述钻杆2垂直于地面；
(b)启动所述钻机1，使所述钻机1在所述导轨301上做往复运动，随着钻孔的深入，开始向钻孔内插入注浆管，向钻孔内灌注预先配置的钻孔冲洗液；
(c)钻孔作业完成后，松开所述连接件403，使所述定位竖台3脱离所述支承桁架4；
(d)通过所述定位竖台3将所述钻机(1)和所述钻杆(2)移动到预定位置；
(e)将所述支承桁架(4)移动到预定位置，然后通过所述连接件(403)将所述定位竖台(3)固定于所述支承桁架(4)上；
(f)启动所述钻机(1)开始下一个钻孔作业。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种松散岩体钻孔装置，其特征在于：包括钻机(1)，钻杆(2)，定位竖台(3)和支承桁架(4)；
所述钻机(1)连同所述钻杆(2)固定于所述定位竖台(3)上，所述钻杆(2)与地面垂直；
所述定位竖台(3)固定于所述支承桁架(4)上；
所述定位竖台(3)安装有导轨(301)，在所述钻机(1)工作状态下，所述钻机(1)在所述导轨(301)上做往复运动，并且与地面保持垂直；
所述支承桁架(4)呈人字结构，包括横梁(401)，底部安装有滚轮(402)，所述横梁(401)用于固定所述定位竖台(3)，所述滚轮(402)用于在所述钻机(1)变换地点作业时，将所述支承桁架(4)，连同所述钻机(1)移动到预定位置。
2.根据权利要求1所述的松散岩体钻孔装置，其特征在于：所述定位竖台(3)还安装有车轮(302)，所述定位竖台(3)与所述支承桁架(4)通过连接件(403)连接，在所述钻机(1)作业完成后，通过松开所述连接件(403)，使所述定位竖台(3)脱离所述支承桁架(4)，然后通过车轮(302)，将所述定位竖台(3)连同所述钻机(1)移动到预定位置。
3.根据权利要求1或2任一所述的松散岩体钻孔装置，其特征在于：所述钻机(1)为潜孔钻机。
4.根据权利要求1或2任一所述的松散岩体钻孔装置，其特征在于：所述滚轮(402)为万向轮。
5.一种松散岩体钻孔方法，其特征在于：使用权利要求1-4所述的松散岩体钻孔装置钻孔，包括以下步骤：
(a)选定钻孔位置，移动所述松散岩体钻孔装置至钻孔位置，保持所述钻杆(2)垂直于地面；
(b)启动所述钻机(1)，使所述钻机(1)在所述导轨(301)上做往复运动，随着钻孔的深入，开始向钻孔内插入注浆管，向钻孔内灌注预先配置的钻孔冲洗液；
(c)钻孔作业完成后，通过所述支承桁架(4)和所述定位竖台(3)快速将所述钻机(1)和所述钻杆(2)移动到预定位置，开始下一个钻孔作业。
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