CN111536844A - 一种快速爆破钻进装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速爆破钻进装置，包括钻头，所述钻头的后端连接有导流管体；所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有注药孔；所述导流管体内沿长度方向开设有注药通道；所述注药通道与所述注药孔连通；所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁设有前封堵环；所述导流管体沿钻岩方向的后部的外壁设有后封液环；所述注药孔位于所述后封液环沿钻岩方向的前端。可填充液体炸药进行爆破，爆破效果好，而且爆破与钻岩可同时进行，不需取出钻头即可继续填充炸药，爆破效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种爆破钻进装置，尤其涉及一种快速爆破钻进装置。
背景技术
目前，在铁路、公路、地铁、钻山等隧道工程施工作业中，常使用人工爆破式开挖和自动旋转刀削式两种掘进方式进行施工。人工爆破式须将开凿的岩石进行钻孔后填充固体炸药爆破，而后清渣再进行下一轮次的施工，这种方法只能是人工开挖，将爆破与钻岩分离，钻头退出后才填充炸药，爆破没有与钻岩装置配合使用，填药过程复杂，影响掘进进度，施工效率有待提高。自动旋转式钻进采用削片式拱刀，通过刀片的旋转进行物理切削，虽为自动化，但使用物理切削，其效果与爆破不能相比。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种快速爆破钻进装置，可填充液体炸药进行爆破，爆破效果好，而且爆破与钻岩可同时连续进行，不需取出钻头即可继续填充炸药，爆破效率高。
为了解决上述技术问题，本发明的所述快速爆破钻进装置，包括钻头，所述钻头的后端连接有导流管体。
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有注药孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有注药通道。
所述注药通道与所述注药孔连通。
所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁设有前封堵环。
所述导流管体沿钻岩方向的后部的外壁设有后封液环。
所述注药孔位于所述后封液环沿钻岩方向的前端。
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁开设有前注泥孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有前注泥通道。
所述前注泥通道与所述前注泥孔连通。
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁开设有前注沙孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有前注沙通道。
所述前注沙通道与所述前注沙孔连通。
所述前注沙孔位于所述前注泥孔沿钻岩方向的前端。
所述前注泥通道内设置有前泥泵。
所述前注沙通道内设置有前沙泵。
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有后注泥孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有后注泥通道。
所述后注泥通道与所述后注泥孔连通。
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有后注沙孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有后注沙通道。
所述后注沙通道与所述后注沙孔连通。
所述后注沙孔位于所述后注泥孔沿钻岩方向的后端。
所述注药孔位于所述后注泥孔沿钻岩方向的前端。
所述后注泥通道内设置有后泥泵。
所述后注沙通道内设置有后沙泵。
所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁设有前封液环。
所述前封液环包括扇形叶片和连接部。
所述连接部套设在所述导流管体外相对转动。
所述前封液环至少有两个。
每个所述前封液环的扇形叶片相互抵接。
每个所述扇形叶片的截面积之和大于所述导流管体和所钻岩地层侧壁之间缝隙的截面积。
所述前封堵环位于所述前注沙孔沿钻岩方向的前端。
所述前封液环位于所述前注泥孔沿钻岩方向的后端。
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述注药孔开设有注药孔控制开关。
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁对应所述前注泥孔设置有前注泥孔控制开关。
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁对应所述前注沙孔开设有前注沙孔控制开关。
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述后注泥孔开设有后注泥孔控制开关。
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述后注沙孔开设有后注沙孔控制开关。
所述导流管体沿钻岩方向的后部设置有注药机构。
所述导流管体沿钻岩方向的后部设置有注药开关。
所述注药机构位于所述注药开关沿钻岩方向的后端。
所述注药开关位于所述后封液环沿钻岩方向的后端。
所述导流管体沿钻岩方向的中部外侧壁开设有点火孔。
所述导流管体内沿长度方向开设有点火通道。
所述点火通道内设置有点火线。
所述点火线与所述点火孔连通。
所述点火线沿钻岩方向的后部连接有起爆装置。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的快速爆破钻进装置作进一步的详细描述。
图1为本发明快速爆破钻进装置的结构示意图。
图中：1-钻头本体；2-导流管体；201-注药孔；202-导流管后注泥孔；203-导流管后注沙孔；204-导流管前封液环；205-导流管前注沙孔；206-导流管前封堵环；207-导流管后封液环；208-导流管前注泥孔；209-注药机构；210-注药开关；211-点火孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的一种实施方式如图1所示，本实施方式提供了一种快速爆破钻进装置及其快速爆破钻进方法，所述钻头本体1的后端连接有导流管体2。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁开设有注药孔201。
所述导流管体2内沿长度方向开设有注药通道。
所述注药通道与所述注药孔201连通。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部的外壁设有导流管前封堵环206。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部的外壁设有导流管后封液环207。
所述注药孔201位于所述导流管后封液环207沿钻岩方向的前端。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部外侧壁开设有导流管前注泥孔208。
所述导流管体2内沿长度方向开设有前注泥通道。
所述前注泥通道与所述导流管前注泥孔208连通。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部外侧壁开设有导流管前注沙孔205。
所述导流管体2内沿长度方向开设有前注沙通道。
所述前注沙通道与所述导流管前注沙孔205连通。
所述导流管前注沙孔205位于所述导流管前注泥孔208沿钻岩方向的前端。
所述前注泥通道内设置有前泥泵。
所述前注沙通道内设置有前沙泵。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁开设有导流管后注泥孔202。
所述导流管体2内沿长度方向开设有后注泥通道。
所述后注泥通道与所述导流管后注泥孔202连通。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁开设有导流管后注沙孔203。
所述导流管体2内沿长度方向开设有后注沙通道。
所述后注沙通道与所述导流管后注沙孔203连通。
所述导流管后注沙孔203位于所述导流管后注泥孔202沿钻岩方向的后端。
所述注药孔201位于所述导流管后注泥孔202沿钻岩方向的前端。
所述后注泥通道内设置有后泥泵。
所述后注沙通道内设置有后沙泵。
注沙通道内设有带有眼孔的管道，防止注沙通道堵塞。
注沙通道出沙口处设有单向阀；进沙口设为常开对插式输道口。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部的外壁设有导流管前封液环204。
所述导流管前封液环204包括扇形叶片和连接部。
所述连接部套设在所述导流管体2外相对转动。
所述导流管前封液环204有三个。
每个所述导流管前封液环204的扇形叶片相互抵接。
每个所述扇形叶片的角度在120°至360°之间。
每个所述扇形叶片的截面积之和大于所述导流管体2和所钻岩地层侧壁之间缝隙的截面积。
所述导流管前封堵环位于所述导流管前注沙孔205沿钻岩方向的前端。
所述导流管前封液环204位于所述导流管前注泥孔208沿钻岩方向的后端。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述注药孔201开设有注药孔201控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部外侧壁对应所述导流管前注泥孔208设置有前注泥孔控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的前部外侧壁对应所述导流管前注沙孔205开设有前注沙孔控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述导流管后注泥孔202开设有后注泥孔控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述导流管后注沙孔203开设有后注沙孔控制开关。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部设置有注药机构209。
所述导流管体2沿钻岩方向的后部设置有注药开关210。
所述注药机构209位于所述注药开关210沿钻岩方向的后端。
所述注药开关210位于所述导流管后封液环207沿钻岩方向的后端。
所述导流管体2沿钻岩方向的中部外侧壁开设有点火孔211。
所述导流管体2内沿长度方向开设有点火通道。
所述点火通道内设置有点火线。
所述点火线与所述点火孔211连通。
所述点火线沿钻岩方向的后部连接有起爆装置。
所述快速爆破钻进方法包括以下步骤：
S1，通过快速爆破装置向起爆段沿钻岩方向的前端和后端同时注泥，分别形成前泥柱和后泥柱。
S2，通过快速爆破装置向所述前泥柱和所述后泥柱之间注入爆破药。
S3，通过快速爆破装置向所述前泥柱沿钻岩方向的前端和所述后泥柱沿钻岩方向的后端同时注沙，分别形成前沙段和后沙段。
S4，通过快速爆破装置对所述爆破药点火，实施爆破。
在S1中，形成前泥柱和后泥柱的步骤包括：
S11，分别向所述前注泥通道和所述后注泥通道注泥，同时旋转所述导流管体，泥浆分别从所述导流管前注泥孔208和所述导流管后注泥孔202流出。
S12，启动所述前泥泵吸附所述泥浆，开启所述导流管前封液环204，在所述导流管体2与所钻岩地层侧壁之间分别形成前泥柱和后泥柱，所述前泥柱位于所述导流管前封液环204沿钻岩方向的后端。
在S2中，注入爆破药的步骤包括：
S21，启动所述注药机构，开启所述导流管后封液环207，向所述注药通道注入爆破药，所述爆破药从所述注药孔流出，在所述导流管体2与所钻岩地层侧壁之间、所述前泥柱和所述后泥柱之间形成药液段。
S22，启动所述后泥泵，将所述后泥柱推至与所述爆破药抵接。
在S3中，形成前沙段和后沙段的步骤包括：
S31，分别向所述前注沙通道和所述后注沙通道注沙，同时旋转所述导流管体2，沙体分别从所述导流管前注沙孔205和所述导流管后注沙孔203流出，在所述导流管体2与所钻岩地层侧壁之间、所述前泥柱沿钻岩方向前端和所述后泥柱沿钻岩方向后端分别形成前沙段和后沙段。
S32，启动所述前沙泵，开启所述导流管前封液环204，将所述前沙段吸至与所述前泥柱抵接。
S33，启动所述后沙泵，将所述后沙段推至与所述后泥柱抵接。
在S4中，所述点火步骤包括关闭所述导流管后封液环207，启动所述起爆装置，通过点火线对所述爆破药点火。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种快速爆破钻进装置，包括钻头，其特征在于，所述钻头的后端连接有导流管体；
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有注药孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有注药通道；
所述注药通道与所述注药孔连通；
所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁设有前封堵环；
所述导流管体沿钻岩方向的后部的外壁设有后封液环；
所述注药孔位于所述后封液环沿钻岩方向的前端。
2.根据权利要求1所述的快速爆破钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁开设有前注泥孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有前注泥通道；
所述前注泥通道与所述前注泥孔连通；
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁开设有前注沙孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有前注沙通道；
所述前注沙通道与所述前注沙孔连通；
所述前注沙孔位于所述前注泥孔沿钻岩方向的前端；
所述前注泥通道内设置有前泥泵；
所述前注沙通道内设置有前沙泵。
3.根据权利要求1所述的快速爆破钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有后注泥孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有后注泥通道；
所述后注泥通道与所述后注泥孔连通；
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁开设有后注沙孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有后注沙通道；
所述后注沙通道与所述后注沙孔连通；
所述后注沙孔位于所述后注泥孔沿钻岩方向的后端；
所述注药孔位于所述后注泥孔沿钻岩方向的前端；
所述后注泥通道内设置有后泥泵；
所述后注沙通道内设置有后沙泵。
4.根据权利要求2所述的快速爆破钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的前部的外壁设有前封液环；
所述前封液环包括扇形叶片和连接部；
所述连接部套设在所述导流管体外相对转动；
所述前封液环至少有两个；
每个所述前封液环的扇形叶片相互抵接；
每个所述扇形叶片的截面积之和大于所述导流管体和所钻岩地层侧壁之间缝隙的截面积；
所述前封堵环位于所述前注沙孔沿钻岩方向的前端；
所述前封液环位于所述前注泥孔沿钻岩方向的后端。
5.根据权利要求1所述的快速爆破钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述注药孔开设有注药孔控制开关。
6.根据权利要求2所述的快速爆破钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁对应所述前注泥孔设置有前注泥孔控制开关；
所述导流管体沿钻岩方向的前部外侧壁对应所述前注沙孔开设有前注沙孔控制开关。
7.根据权利要求3所述的快速爆破钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述后注泥孔开设有后注泥孔控制开关；
所述导流管体沿钻岩方向的后部外侧壁对应所述后注沙孔开设有后注沙孔控制开关。
8.根据权利要求1所述的快速爆破钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的后部设置有注药机构；
所述导流管体沿钻岩方向的后部设置有注药开关；
所述注药机构位于所述注药开关沿钻岩方向的后端；
所述注药开关位于所述后封液环沿钻岩方向的后端。
9.根据权利要求1所述的快速爆破钻进装置，其特征在于，
所述导流管体沿钻岩方向的中部外侧壁开设有点火孔；
所述导流管体内沿长度方向开设有点火通道；
所述点火通道内设置有点火线；
所述点火线与所述点火孔连通；
所述点火线沿钻岩方向的后部连接有起爆装置。
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