CN110295848B - 一种爆破孔孔底找平钻孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种爆破孔孔底找平钻孔方法，该方法包括如下步骤：a)根据设计要求，确定爆破孔设计孔底高程和钻孔倾角；b)确定爆破孔的位置并进行标记；c)将钻杆定位到爆破孔孔口位置；(d)测量爆破孔孔口的高程数据；e)计算出钻杆的下钻深度；f)按照设计的钻孔倾角和计算出的下钻深度钻孔；g)钻杆达到下钻深度时，停止钻孔；h)吹孔处理；i)用堵塞器进行封口；j)按照以上步骤，继续钻孔。本发明不仅适用于垂直方向的钻孔作业，也适用于在特殊地形和地质条件下，需要有一定倾角的钻孔作业，能够控制钻孔的孔底高程与设计孔底高程在同一水平面，提高钻孔的准确率和效率，有利于实施机械化全自动作业。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程爆破的技术领域，具体涉及一种基于凿岩钻机进行爆破孔孔底找平的钻孔方法。
背景技术
在矿山、水利水电、道路桥梁等岩土工程领域，台阶爆破具有安全高效、开采量大、作业简单等的优点已成为岩石基础开挖中最常用的施工手段。在台阶爆破中，由于台阶面凹凸不平，在钻孔时每个爆破孔的孔口高程都不一致，很难保证所有爆破孔的孔底高程在同一平面，爆破作业后容易产生爆破根底，使得下层台阶面的平整度更差。对于轮廓面、建基面等关键部位的开挖，要求降低对保留岩体的损伤，对超欠挖的控制也更加严格，钻孔作业对孔底找平的控制精度要求会更高。在已公开的专利CN 103267455 A中，提出一种结合炮孔孔底消能和聚能的坝基一次成型钻孔爆破方法，该方法的关键技术之一就是钻设圆心共线的成排垂直爆破孔，确保所有爆破孔孔底在同一高程面。
在钻孔作业中，传统的孔底高程控制方法是先通过全站仪定位每一个爆破孔的孔口位置和高程，然后由钻机工人人工控制钻孔深度和底部高程。该方法存在着控制精度低，难以保证孔底位于同一高程，人工测量工作量大等问题。而一旦出现钻孔超深，需要进行人工装砂等方法进行找平，费时费力，影响工作效率；如果采取先人工测量每一个爆破孔的高程数据并进行位置标记，再由凿岩钻机来钻孔的方式，由于岩石地形多变和复杂，尤其是需要钻孔作业数百个位置的时候，标记顺序不可能太容易区分，一旦将测量数据弄错，就会导致钻孔深度有误。
因此，需要研发一种能够精确控制孔底高程，自动进行孔底找平的钻孔作业方法，用于工程现场台阶爆破快速高效地钻孔。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种能精确控制爆破孔孔底高程的钻孔方法。
本发明所述一种爆破孔孔底找平钻孔方法，该方法包括如下步骤：
a)根据所述台阶爆破工作面的设计要求，确定所述爆破孔设计孔底高程z0和钻孔倾角
b)确定所述每一个爆破孔的位置并进行标记；
c)将所述钻机的钻杆定位到第一个爆破孔孔口点Y1标记的位置；
d)测量所述第一个爆破孔孔口点Y1的高程数据z1；
e)根据所述爆破孔设计孔底高程z0、钻孔倾角
和爆破孔孔口点Y1的高程数据z1，计算出所述钻杆的下钻深度h1，计算公式如下所示：
f)调整所述钻杆的倾角，按照设计的钻孔倾角
和计算出的下钻深度h1开始钻孔；
g)在所述钻杆达到计算出的下钻深度h1时，停止钻孔；
h)所述爆破孔钻好后，进行吹孔处理，将所述爆破孔内岩粉全部吹出，确保所述爆破孔孔底面在设计孔底高程z0的平面上；
i)所述爆破孔吹孔处理好后，及时用堵塞器进行封口，防止岩屑碎石进入已钻好的爆破孔内；
j)按照以上步骤，继续钻孔，完成所述剩余爆破孔的钻孔作业；
所述钻杆支架中安装有高程定位器，所述钻机内安装有控制装置。
进一步的，所述高程定位器安装在钻杆支架底部，用于测量Y1的孔口高程z1，进行爆破孔钻孔定位。
进一步的，所述高程定位器可以向控制装置传送测量数据z1。
进一步的，所述控制装置可以接收高程定位器的测量数据z1，并在预先输入设计孔底高程z0和钻孔倾角
的数据之后自动计算出下钻深度h1。
进一步的，所述控制装置能够控制整个钻孔过程，当钻杆达到计算的下钻深度h1时发出预警并停止钻孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
其一，相比于传统的人工采用全站仪定位爆破孔孔口高程，并由人工控制钻孔深度的全人工的方式，本发明的方法可以克服人工的随意性误差的缺点，也减少了人工在户外测量和钻孔的危险性；通过在钻机控制装置中输入孔底控制高程，由凿岩钻机自动完成测量和钻孔，提高了钻孔精度和效率，也提高了安全生产率。
其二，相比于先人工测量每一个爆破孔的高程数据并进行位置标记，再由凿岩钻机来钻孔的半人工半机械的方式，本发明方法可以克服由于岩石地形多变和复杂，尤其是需要钻孔作业数百个位置的时候，标记顺序不可能太容易区分，一旦将测量数据弄错，就会导致钻孔深度有误的缺点，通过在钻杆支架中的内置高程定位装置，在钻孔开始前自动定位爆破孔高程，并反馈给钻机控制装置，自动计算出爆破孔深度，自动完成钻孔，可以提高钻孔的准确率和效率，有利于实施机械化全自动作业。
其三，本发明不仅适用于垂直方向的钻孔作业，也适用于在特殊地形和地质条件下，需要有一定倾角的钻孔作业，能够控制钻孔的孔底高程与设计孔底高程在同一水平面。
附图说明
图1为本发明中的钻机及控制装置在工作时的示意图；
图2为本发明中的凹凸不平的台阶爆破工作面。
图中：1－台阶爆破工作面；2－爆破孔；3－设计孔底高程；4－钻机；5－钻杆；6－钻杆支架；7-高程测量器；8－控制装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图2所示，由于台阶面凹凸不平，在钻孔时每个爆破孔的孔口高程都不一致，传统人工钻孔在钻孔时就会有较大的误差，爆破孔2在钻设完成后很难保证所有爆破孔2的孔底高程在同一平面，难以保证孔底在设计孔底高程3的误差范围内；图1为本发明中的钻机4、钻杆5、钻杆支架6、高程定位器7和和控制装置8在工作时的示意图，所述高程定位器7设置在钻机1的钻杆支架6底部，所述控制装置8在钻机4内，用以接收高程定位器7测量的数据，并控制整个爆破孔孔底找平钻孔。
某工程边坡开挖采用台阶爆破，台阶1高度10m，设计孔底控制高程3为1451.0m，倾角78°，爆破区共80个爆破孔。
本发明的一种爆破孔孔底找平钻孔方法，包括如下步骤：
1)根据爆破设计要求，确定本次台阶爆破爆破孔2孔底控制高程3的数值z0为1451.0m，确定每一个爆破孔2的位置，进行编号和标记，分别为Y1、Y2、Y3······Y80；
2)将凿岩钻机4的钻杆支架6定位到第一个爆破孔2的Y1位置，钻杆支架6架设在Y1孔口位置，利用内置的高程定位装置7测量Y1孔口高程z1并反馈到凿岩钻机控制装置8；经测量z1＝1461.6m；
3)在凿岩钻机4的控制装置8中预先输入设计孔底高程3的数值z0＝1451.0m和钻孔倾角
控制装置8根据接收到的测量出的Y1孔口高程数据自动计算该爆破孔的下钻深度h1：
4)调整钻杆5的倾角，按照设计的倾角和计算的孔深开始钻孔。
5)凿岩钻机控制装置8能够自动控制钻杆5下钻深度，在钻杆5达到计算深度时发出预警，并停止钻孔；
6)利用凿岩钻机4进行吹孔处理，将孔内岩粉全部吹出，确保孔底处于设计孔底高程3的数值z0；
7)爆破孔2钻好后，及时用堵塞器进行封口，防止岩屑碎石进入爆破孔2；
8)循环步骤2)至7)完成全部爆破孔2的钻孔工作。
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，在不脱离本发明的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。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种爆破孔孔底找平钻孔方法，该方法包括如下步骤：
a)根据台阶爆破工作面(1)的设计要求，确定爆破孔(2)设计孔底高程z0(3)和钻孔倾角
b)确定每一个所述爆破孔(2)的位置并进行标记；
c)将钻机(4)的钻杆(5)定位到第一个所述爆破孔(2)孔口点Y1标记的位置；
d)测量第一个所述爆破孔(2)孔口点Y1的孔口高程z1；
e)根据所述爆破孔(2)的所述设计孔底高程z0(3)、所述钻孔倾角
和所述爆破孔(2)孔口点Y1的所述孔口高程z1，计算出所述钻杆(5)的下钻深度h1，计算公式如下所示：
f)调整所述钻杆(5)的倾角，按照设计的所述钻孔倾角
和计算出的所述下钻深度h1开始钻孔；
g)在所述钻杆(5)达到计算出的所述下钻深度h1时，停止钻孔；
h)所述爆破孔(2)钻好后，进行吹孔处理，将所述爆破孔(2)内岩粉全部吹出，确保所述爆破孔(2)孔底面在所述设计孔底高程z0(3)的平面上；
i)所述爆破孔(2)吹孔处理好后，及时用堵塞器进行封口，防止岩屑碎石进入已钻好的所述爆破孔(2)内；
j)按照以上步骤，继续钻孔，完成其它所述爆破孔(2)的钻孔作业；
钻杆支架(6)中安装有高程测量器(7)，所述钻机(4)内安装有控制装置(8)。
2.根据权利要求1所述的一种爆破孔孔底找平钻孔方法，其特征在于：所述高程测量器(7)安装在所述钻杆支架(6)底部，用于测量Y1的所述孔口高程z1，进行所述爆破孔(2)钻孔定位。
3.根据权利要求2所述的一种爆破孔孔底找平钻孔方法，其特征在于：所述高程测量器(7)用于向控制装置(8)传送所述孔口高程z1的测量数据。
4.根据权利要求1所述的一种爆破孔孔底找平钻孔方法，其特征在于：所述控制装置(8)用于接收高程测量器(7)测量所述孔口高程z1的数据，并在预先输入所述设计孔底高程z0(3)和所述钻孔倾角
的数据之后自动计算出所述下钻深度h1。
5.根据权利要求4所述的一种爆破孔孔底找平钻孔方法，其特征在于：所述控制装置(8)用于控制整个钻孔过程，当所述钻杆(5)达到计算的所述下钻深度h1时发出预警并停止钻孔。
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