CN1159512C - 一种凿岩机及利用本机器采石的一种成孔方法 - Google Patents

Abstract

一种凿岩机，它设有机壳，机壳内设有带回转机构的冲击机构，冲击机构活塞前端的钎尾插入孔中装有带钎头的钎杆，机壳后部设有进水口及冲洗机构，冲击机构的前端并排连接有不少于两个带钎头的钎杆，相邻两根钎杆上的钎头在钻进方向前后错开设置，相邻两根钎杆中心线之间的距离大于钎头回转半径与钎杆半径之和、而小于或等于钎头的回转直径。利用本发明的凿岩机钻连体孔，导向性好，能一次性钻出多条连体孔，工作效率高；另外提出了一种利用本发明的凿岩机在矿体断面上钻出连体孔的掘进方法，其用途广泛，能适应现代化高速度、高效率的要求。

Description

一种凿岩机及利用本机器采石的一种成孔方法

                        技术领域

本发明涉及一种采矿设备，特别是一种开采岩石用凿岩机械。

                        背景技术

随着人类工业文明的发展，人们需要开采大量的矿石、岩石，并开凿大量的地下工程。普遍的作法是用钻机钻炮孔，然后在炮孔中装炸药进行爆破。这种作法效率很高，但其破坏了天然岩体的稳固，安全性差，经常发生爆炸事故，大量粉尘、噪声及有毒气体会污染环境，对环境造成破坏，且在开采石材时，很难生产出价值高的标准大块石料。

针对爆破作业中的种种弊端，人们研制了各种切割石材的机械，如金钢石钢绳锯、盘式锯石机等，这些机械造价昂贵，又因为天然生成的石材矿体，地质条件千差万别，大多数矿体十分坚硬，对锯有机械强度要求较高，对操作人员的素质要求也十分苛刻，其适用泛围十分有限；在挖掘隧道方面，国内外也研制了许多全断面掘进机，这些掘进机都是将岩石全部用刀盘破碎成碎石，再用机械把碎石运出，但其体积大、重量大、能耗大、发热量大，对于坚硬岩石，刀盘损耗快，对巷道断面变化、小弯曲半径适应性差。

一种有效克服上述种种弊端的掘进方法，就是利用凿岩机在矿体断面上钻出连体孔，通过连体孔把要开采的岩石的周边从整个矿体上分隔开来，然后再用机械力使其里面断开，从而把岩石大块取出。现有技术中，各种类型的凿岩机很多，大体上都设有机壳，机壳内设有带回转机构的冲击机构，冲击机构的前端与带钎头的钎杆连接，机壳后部设有进水口及冲洗机构，其冲击机构采用气动或液压两种形式。此种凿岩机一次只能钻一条孔，钻第二条孔时，很难保证与第一条孔平行，达不到通过连体孔把要开采的岩石的周边从整个矿体上分隔开来的目的。为此人们又研制了并联导向器，即在凿岩机的壳体上固定一个与钎杆平行的导向杆，当钻第二条孔时，导向杆伸入第一条孔中，起导向作用，其存在的问题是，导向杆不旋转，其直径与孔径相差不大时会导致提钻困难，直径与孔径相差大时，起不到很好的导向作用；另外，其每次也只能成一条孔，工作效率低，不能适应现代化高速度、高效率的要求。

                        发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出了一种能一次性钻出多条连体孔的凿岩机。

本发明要解决的另一个技术问题是：利用本发明的的凿岩机开采岩石的一种方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种凿岩机，它设有机壳，机壳内设有带回转机构的冲击机构，冲击机构活塞前端的钎尾插入孔中装有带钎头的钎杆，机壳后部设有进水口及冲洗机构，其特点是：冲击机构的前端并排连接有不少于两个带钎头的钎杆，相邻两根钎杆上的钎头在钻进方向前后错开设置，相邻两根钎杆中心线之间的距离大于钎头回转半径与钎杆半径之和、而小于或等于钎头的回转直径。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现，每根钎杆的尾部都分别安装在不同的一个冲击机构活塞前端的钎尾插入孔中，冲击机构并排设置在机壳内，每个冲击机构的后端都设有内回转机构。此方案可设计成潜孔钻机，其机壳采用连体的形式，从横断面看它与凿出孔的形状相同，因为机壳要进入孔中，所以钻头直径较大，但钎杆要短，整个钻具的重量并没有增加。其尾部要安装推进器，采用这种方案可节省很多动力，出为钻深孔创造了好条件。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现，所有钎杆的尾部都安装在同一个冲击机构前端的钎尾插入孔中，钎杆的回转采用外回转机构，外回转机构设置在冲击机构前端的机壳内，所有钎杆的靠近钎头一端设有定位钎肩，所有钎杆上的定位钎肩设置在同一平面内，在定位钎肩与钎头之间设有定位滑环，钎头与钎杆之间采用螺纹连接。钻孔时，定位滑环随钻杆同时进入到钻孔中，当退出时，定位滑环被钻头一起带出。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现，所述的外回转机构采用设置在机壳内的液压马达通过链条带动的链轮构成。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现，相邻两钎杆上的钎头中其在后的钎头采用塔形钎头。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现，冲击机构采用液压驱动或气动驱动。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现，机壳的尾部设有共用的供水孔和共用的供气孔或供油孔。

本发明另一个要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，利用本发明的的凿岩机开采岩石的一种方法是：

a、将本发明的凿岩机的钎杆拆下，在其中部接一根带钎头的钎杆，首先在预计切割岩石的切割线上钻一个深0.4～0.8米的浅导向孔；

b、拆下中部钎杆，将本发明的凿岩机两最边部的钎尾插入孔中各装上一根带钎头的钎杆，其中一根钎杆比另一根长0.4～0.8米，将长钎杆插入上述浅导向孔中，调整凿岩机的位置，使长钎杆与浅导向孔吻合，短钎杆对准预计切割岩石的切割线，开钻，使长钎杆继续钻深第一条导向孔，短钎杆则钻出第二条浅导向孔，按上述方法，在预计切割岩石的切割线上钻出一系列平行的导向孔；

c、将本发明的凿岩机全部都接上带钎头的钎杆，其中两边部的钎杆比中部钎杆长0.4～0.8米，将两边部长钎杆插入上述导向孔中，反复调整，使其与导向孔吻合后，钻出连体孔，通过连体孔把要开采的岩石的周边从整个矿体上分隔开来。对于露天开采，采用上述方法可直接能把岩石的周边从整个矿体上分隔开来，对于井下巷道掘进时，则可采用导爆索或机械力使其里面断开，从而把岩石大块取出。

本发明与现有技术相比，机壳内并排设置多个冲击机构，每个冲击机构的前端都连接有带钎头的钎杆，冲击机构的后端都设有内回转机构，相邻两根钎杆上的钎头错开设置。利用本发明的凿岩机钻连体孔，导向性好，能一次性钻出多条连体孔，工作效率高；另外提出了一种利用本发明的凿岩机在矿体断面上钻出连体孔的掘进方法，其用途广泛，能适应现代化高速度、高效率的要求。

                        附图说明

图1为本发明采用液压内回转的结构示意图。

图2为本发明采用液压外回转的结构示意图。

图3为图2的附视图。

图4为图1尾部集中供水、油的管路布置图。

                   具体实施方式

实施例一，一种凿岩机，如图1、4所示。它设有机壳3，机壳3内设有带回转机构的冲击机构6，冲击机构6活塞5前端的钎尾插入孔中4装有带钎头1的钎杆2，机壳3后部设有进水口及冲洗机构，机壳3内并排设置五个冲击机构6，每个冲击机构6的前端都连接有带钎头1的钎杆2，每个冲击机构6的后端都设有内回转机构7，相邻两根钎杆上的钎头在钻进方向前后错开设置，相邻两根钎杆中心线之间的距离大于钎头回转半径与钎杆半径之和、而小于或等于钎头的回转直径。冲击机构采用液压驱动。相邻两钎杆上的钎头中其滞后的钎头采用塔形钎头。机壳的尾部设有共用的供水孔11和共用的供气孔或供油孔12。所述的凿岩机的机壳设置在钻架上。

实施例二，本发明的另一种实施方式为，如图2、3所示。上述的实施例中，机壳3内设有一个冲击机构6，冲击机构6活塞5的前端并排均衡设置九个钎尾插入孔4，钎杆2的回转采用外回转机构10，外回转机构10设置在冲击机构6前端的机壳3内，所有钎杆2的靠近钎头1一端设有定位钎肩，所有钎杆2上的定位钎肩设置在同一平面内，在定位钎肩与钎头之间设有定位滑环8，钎头1与钎杆2之间采用螺纹连接。所述的外回转机构10采用设置在机壳3内的液压马达通过链条带动的链轮9构成。所述的凿岩机的机壳设置在台车上。相邻钎杆之间中心线间距为56毫米，钎尾直径为22毫米，配置钎尾的传动链轮和支承的空间很小，因此将钎尾的传动链轮分成两排，但钎杆的钎尾部要加长一倍。九根钎杆的旋转方向转速相同，其驱动装置采用液压或风动马达，采用的动力应与冲击器的动力采用相同的介质，其传动也或采用齿轮传动。

实施例三，利用本发明的的凿岩机开采岩石的一种方法是：

a、将本发明的凿岩机的钎杆拆下，在其中部接一根带钎头的钎杆，首先在预计切割岩石的切割线上钻一个深0.4～0.8米的浅导向孔；

b、拆下中部钎杆，将本发明的凿岩机两最边部的钎尾插入孔中各装上一根带钎头的钎杆，其中一根钎杆比另一根长0.4～0.8米，将长钎杆插入上述浅导向孔中，调整凿岩机的位置，使长钎杆与浅导向孔吻合，短钎杆对准预计切割岩石的切割线，开钻，使长钎杆继续钻深第一条导向孔，短钎杆则钻出第二条浅导向孔，按上述方法，在预计切割岩石的切割线上钻出一系列平行的导向孔；

c、将本发明的凿岩机全部都接上带钎头的钎杆，其中两边部的钎杆比中部钎杆长0.4～0.8米，将两边部长钎杆插入上述导向孔中，反复调整，使其与导向孔吻合后，钻出连体孔，通过连体孔把要开采的岩石的周边从整个矿体上分隔开来。

实施例四，上述实施例三中，导向孔钻深为0.4米。长钎杆比短钎杆长0.4米。

实施例五，上述实施例三中，导向孔钻深为0.8米。长钎杆比短钎杆长0.8米。

Claims (8)

1.一种凿岩机，它设有机壳(3)，机壳(3)内设有带回转机构的冲击机构(6)，冲击机构(6)活塞(5)前端的钎尾插入孔中(4)装有带钎头(1)的钎杆(2)，机壳(3)后部设有进水口及冲洗机构，其特征在于：冲击机构(6)的前端并排连接有不少于两个带钎头(1)的钎杆(2)，相邻两根钎杆(2)上的钎头(1)在钻进方向前后错开设置，相邻两根钎杆(2)中心线之间的距离大于钎头回转半径与钎杆半径之和、而小于或等于钎头的回转直径。

2.根据权利要求1所述的凿岩机，其特征在于：每根钎杆(2)的尾部都分别安装在不同的一个冲击机构(6)活塞(5)前端的钎尾插入孔(4)中，冲击机构(6)并排设置在机壳(3)内，每个冲击机构(6)的后端都设有内回转机构(7)。

3.根据权利要求1所述的凿岩机，其特征在于：所有钎杆(2)的尾部都安装在同一个冲击机构(6)前端的钎尾插入孔(4)中，钎杆(2)的回转采用外回转机构(10)，外回转机构(10)设置在冲击机构前端的机壳(3)内，所有钎杆(2)的靠近钎头(1)一端设有定位钎肩，所有钎杆上的定位钎肩设置在同一平面内，在定位钎肩与钎头之间设有定位滑环(8)，钎头与钎杆之间采用螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的凿岩机，其特征在于：所述的外回转机构采用设置在机壳内的液压马达通过链条带动的链轮(9)构成。

5.根据权利要求1所述的凿岩机，其特征在于：相邻两钎杆上的钎头中其在后的钎头采用塔形钎头。

6.根据权利要求1或2或3所述的凿岩机，其特征在于：冲击机构采用液压驱动或气动驱动。

7.根据权利要求6所述的凿岩机，其特征在于：机壳的尾部设有共用的供水孔(11)和共用的供气孔或供油孔(12)。

8.一种利用权利要求1所述的凿岩机开采岩石的方法，其特征在于：

a、将本发明的凿岩机的钎杆拆下，在其中部接一根带钎头的钎杆，首先在预计切割岩石的切割线上钻一个深0.4～0.8米的浅导向孔；

b、拆下中部钎杆，将本发明的凿岩机两最边部的钎尾插入孔中各装上一根带钎头的钎杆，其中一根钎杆比另一根长0.4～0.8米，将长钎杆插入上述浅导向孔中，调整凿岩机的位置，使长钎杆与浅导向孔吻合，短钎杆对准预计切割岩石的切割线，开钻，使长钎杆继续钻深第一条导向孔，短钎杆则钻出第二条浅导向孔，按上述方法，在预计切割岩石的切割线上钻出一系列平行的导向孔；

c、将本发明的凿岩机全部都接上带钎头的钎杆，其中两边部的钎杆比中部钎杆长0.4～0.8米，将两边部长钎杆插入上述导向孔中，反复调整，使其与导向孔吻合后，钻出连体孔，通过连体孔把要开采的岩石的周边从整个矿体上分隔开来。

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