CN116752913B - 一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置，包括转运平台，钻孔部，所述钻孔部包括机架，所述机架底部与转运平台上表面固定连接，所述机架通过开设在其内侧的轨道滑动连接有升降板，所述升降板通过开设在其上表面的电动滑轨滑动连接有钻机本体，所述钻机本体的输出端设有钻杆，本发明涉及隧洞钻孔技术领域。该一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置，能够有效地解决现有技术中，深埋隧洞开挖作业时，钻机一般不具备钻孔定位导向装置，钻杆和钻头钻进过程振动幅度过大，存在钻孔路径偏移的情况，导致相邻钻孔中所埋入的炸药过近或过远，起爆时岩层爆破不均匀，炸碎后的岩石大小差异过大，不利于后续快速清渣的问题。

Description

一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置

技术领域

本发明涉及隧洞钻孔技术领域，具体涉及一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置。

背景技术

钻爆法为使用爆破方式进行隧道开挖作业，是在开挖处先钻出一个洞，把炸药埋入其中，然后引爆的做法。由于炸药位于洞中，力量不易散失，所以能够发挥炸药完全的力道，加快工程施工进度，故为大多数岩石隧道施工及采矿所采用。

深埋隧洞开挖作业时，在精密测量的引导下，隧道断面轮廓内对隧道岩层进行多处钻孔，然后将炸药分别埋入洞中，接着起爆以及清渣等循环作业过程，上述钻孔常用的钻机一般不具备钻孔定位导向装置，钻杆和钻头钻进过程振动幅度过大，存在钻孔路径偏移的情况，导致相邻钻孔中所埋入的炸药过近或过远，起爆时岩层爆破不均匀，炸碎后的岩石大小差异过大，不利于后续快速清渣。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置，能够有效地解决现有技术中，深埋隧洞开挖作业时，钻机一般不具备钻孔定位导向装置，钻杆和钻头钻进过程振动幅度过大，存在钻孔路径偏移的情况，导致相邻钻孔中所埋入的炸药过近或过远，起爆时岩层爆破不均匀，炸碎后的岩石大小差异过大，不利于后续快速清渣的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置，包括：

转运平台；

钻孔部，所述钻孔部包括机架，所述机架底部与转运平台上表面固定连接，所述机架通过开设在其内侧的轨道滑动连接有升降板，所述升降板通过开设在其上表面的电动滑轨滑动连接有钻机本体，所述钻机本体的输出端设有钻杆；

其中，所述升降板远离转运平台一侧设置有与钻杆圆周外表面相贴合的定位导向件。

进一步地，还包括校正部，所述校正部包括位于所述升降板下方的承重板，所述承重板内部与机架外表面滑动连接，所述承重板和机架之间通过螺栓组可拆卸安装，所述承重板侧面固定连接有与升降板下表面紧密贴合的校正板。

进一步地，所述校正板设有两个并以承重板为中心对称分布，所述升降板下表面固定连接有磁块，所述承重板上表面固定连接有与磁块下表面相吸合的电磁铁。

进一步地，所述承重板靠近校正板一侧固定连接有耳块，所述升降板侧面固定连接有与耳块内部相滑动的变径杆，且该变径杆底端贯穿耳块并固定连接有光滑球。

进一步地，所述机架顶部固定连接有卷扬机，且该卷扬机的输出端通过钢丝绳与升降板上表面相连接，所述升降板侧面转动安装有与轨道内壁相贴合的滚轮。

进一步地，所述定位导向件包括稳定板，所述稳定板底部通过连接杆与升降板外表面固定连接，所述稳定板通过设置在其顶部支架转动连接有第一光滑轮，所述支架通过套设在其圆周外表面的结合板转动连接有第二光滑轮。

进一步地，所述结合板设有两个并以第一光滑轮为中心对称分布，所述钻杆远离钻机本体一端贯穿第一光滑轮和第二光滑轮围成的空间并延伸至外部，所述结合板的外表面固定连接有异型杆，所述异型杆远离结合板一端转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的相邻端之间螺纹连接有旋转套。

本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明设置有钻杆和定位导向件，先将钻杆圆周外表面贴合在相邻第一光滑轮之间，接着旋转结合板带动第二光滑轮贴合到钻杆圆周外表面，此时部分钻杆位于第一光滑轮和第二光滑轮围成的空间内，紧接着将旋转套套设在螺纹杆圆周外表面，通过转动旋转套带动两个螺纹杆相互靠近，带动两个第二光滑轮紧紧压住钻杆圆周外表面，进而钻杆圆周外表面与第一光滑轮、第二光滑轮外表面紧密贴合，后续钻杆旋转钻孔时，第一光滑轮、第二光滑轮的压紧配合，可有效避免钻杆的振动所引起的钻孔偏移。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例立体的结构示意图；

图2为本发明实施例钻孔部、钻孔部以及卷扬机立体的结构示意图；

图3为本发明实施例图2中A处局部放大的结构示意图；

图4为本发明实施例定位导向件局部立体分离的结构示意图；

图5为本发明实施例钻孔部立体的结构示意图；

图6为本发明实施例校正部局部立体分离的结构示意图；

图7为本发明实施例钻孔部和校正部立体状态转化的结构示意图。

图中的标号分别代表：1、转运平台；2、钻孔部；21、机架；22、轨道；23、升降板；231、磁块；24、电动滑轨；25、钻机本体；26、钻杆；27、定位导向件；271、稳定板；272、支架；273、第一光滑轮；274、结合板；275、第二光滑轮；276、异型杆；277、螺纹杆；278、旋转套；3、校正部；31、承重板；32、校正板；33、电磁铁；34、耳块；35、变径杆；36、光滑球；4、卷扬机。

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。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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：

请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置，包括：

转运平台1；

钻孔部2，钻孔部2包括机架21，机架21底部与转运平台1上表面固定连接，机架21通过开设在其内侧的轨道22滑动连接有升降板23，升降板23通过开设在其上表面的电动滑轨24滑动连接有钻机本体25，钻机本体25的输出端设有钻杆26；

其中，升降板23远离转运平台1一侧设置有与钻杆26圆周外表面相贴合的定位导向件27。

还包括校正部3，校正部3包括位于升降板23下方的承重板31，承重板31内部与机架21外表面滑动连接，承重板31和机架21之间通过螺栓组可拆卸安装，承重板31侧面固定连接有与升降板23下表面紧密贴合的校正板32，在升降板23、钻机本体25、升降钻杆26以及定位导向件27同步短距回落时，升降板23下落到校正板32上表面，二者紧密贴合，校正板32将倾斜的升降板23自动校正成水平状态，同时校正板32可对升降板23整体进行承重。

校正板32设有两个并以承重板31为中心对称分布，升降板23下表面固定连接有磁块231，承重板31上表面固定连接有与磁块231下表面相吸合的电磁铁33，电磁铁33与磁块231之间磁力吸合，将承重板31、校正板32和升降板23结合成一个整体，进而钻机本体25和钻杆26可在升降板23上表面沿着电动滑轨24自由水平滑动。

承重板31靠近校正板32一侧固定连接有耳块34，升降板23侧面固定连接有与耳块34内部相滑动的变径杆35，且该变径杆35底端贯穿耳块34并固定连接有光滑球36。

机架21顶部固定连接有卷扬机4，且该卷扬机4的输出端通过钢丝绳与升降板23上表面相连接，升降板23侧面转动安装有与轨道22内壁相贴合的滚轮，升降板23通过侧面的滚轮沿着轨道22内壁滚动，并协助于升降板23的小角度偏移，避免升降板23与轨道22之间发生卡死情况，同时利用滚动替代滑动，极大降低了升降板23滑动阻力。

定位导向件27包括稳定板271，稳定板271底部通过连接杆与升降板23外表面固定连接，稳定板271通过设置在其顶部支架272转动连接有第一光滑轮273，支架272通过套设在其圆周外表面的结合板274转动连接有第二光滑轮275。

结合板274设有两个并以第一光滑轮273为中心对称分布，钻杆26远离钻机本体25一端贯穿第一光滑轮273和第二光滑轮275围成的空间并延伸至外部，结合板274的外表面固定连接有异型杆276，异型杆276远离结合板274一端转动连接有螺纹杆277，螺纹杆277的相邻端之间螺纹连接有旋转套278，转动旋转套278带动两个螺纹杆277相互靠近或分离，并且结合板274可绕支架272圆周外表面自由旋转，进而不会干涉钻杆26的水平安装，方便钻杆26的拆卸与安装。

参考图1-7，深埋隧洞开挖作业时，在精密测量的引导下，隧道断面轮廓内对隧道岩层进行多处钻孔，然后将炸药分别埋入洞中，接着起爆以及清渣等循环作业过程，上述钻孔常用的钻机一般不具备钻孔定位导向装置，钻杆和钻头钻进过程振动幅度过大，存在钻孔路径偏移的情况，导致相邻钻孔中所埋入的炸药过近或过远，起爆时岩层爆破不均匀，炸碎后的岩石大小差异过大，不利于后续快速清渣，而且容易损坏机械设备，一般情况下深孔越深，钻孔时工件内部料屑容易卡住钻头，工件里面还有杂质的话，深孔钻头容易使深孔口径变大，严重时会损坏深孔钻头。

为了克服上述存在的缺陷，对此本发明设计一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置。

通过转运平台1将钻孔部2转运至隧道岩层附近，然后根据钻孔需求选取钻孔对应型号的钻杆26，并将钻杆26与钻机本体25之间进行固定安装，钻机本体25带动钻杆26进行旋转（钻机本体25与外部冷却水泵相连通），钻杆26通过端部的钻头进行钻孔，同时电动滑轨24驱动钻机本体25、钻杆26沿着升降板23水平方向前进行钻孔，由于钻杆26整体较长，导致旋转过程中振动幅度过大。

基于此，本发明设计了定位导向件27；

初始时，定位导向件27上的两个第二光滑轮275处于相互远离状态（结合板274绕支架272圆周外表面自由旋转），进而不会干涉钻杆26的水平安装（方便钻杆26的拆卸与安装），先将钻杆26圆周外表面贴合在相邻第一光滑轮273之间，接着旋转结合板274带动第二光滑轮275贴合到钻杆26圆周外表面，此时部分钻杆26位于第一光滑轮273和第二光滑轮275围成的空间内，紧接着将旋转套278套设在螺纹杆277圆周外表面，通过转动旋转套278带动两个螺纹杆277相互靠近（螺纹杆277可绕异型杆276外端旋转），带动两个第二光滑轮275紧紧压住钻杆26圆周外表面，进而钻杆26圆周外表面与第一光滑轮273、第二光滑轮275外表面紧密贴合，后续钻杆26旋转钻孔时，第一光滑轮273、第二光滑轮275的压紧配合，可有效避免钻杆26的振动所引起的钻孔偏移。

当一处钻孔完毕后，需要调节升降板23、钻机本体25、升降钻杆26以及定位导向件27的高度，进行多处钻孔作业（横向移动通过转运平台1实现），先复位钻机本体25和钻杆26，断开校正部3上的电磁铁33，接着启动卷扬机4缓慢绷直钢丝绳（卷扬机4优选伺服电机），直至升降板23下表面脱离校正板32（耳块34开始接触变径杆35的细杆部位），停止卷扬机4。初始安装时，卷扬机4上的钢丝绳连接升降板23、钻机本体25、钻杆26以及定位导向件27的整体重心处，所以钢丝绳牵拉升降板23时，升降板23基本处于平衡状态（理想状态下），但是实际牵拉过程中升降板23存在小角度偏移的情况，极大增加了升降板23与轨道22之间的滑动摩擦力（极易损坏轨道22和升降板23），同时升降板23处于非水平状态后续不易调节。

基于此，本发明还设计了校正部3以及升降板23侧面的滚轮：

首先旋转拧松承重板31内部的螺纹组，承重板31受自身重力影响沿着机架21外表面自由下落（校正板32、电磁铁33以及耳块34同步下落），直至耳块34下落至光滑球36的外表面上（同时耳块34处于变径杆35的细杆部位），承重板31停止运动。利用变径杆35和光滑球36的配合，即便钢丝绳牵拉的升降板23处于小角度偏移，也不会干涉承重板31的水平状态，升降板23通过侧面的滚轮沿着轨道22内壁滚动，并协助于升降板23的小角度偏移，避免升降板23与轨道22之间发生卡死情况（升降板23的小角度偏移无法消除），同时利用滚动替代滑动，极大降低了升降板23滑动阻力。

与此同时，校正部3上的校正板32设有两个并以承重板31为中心对称分布，进而变径杆35和光滑球36配合带动承重板31沿着机架21外表面滑动时，承重板31始终保持水平状态，升降板23的小角度偏移并不会干涉承重板31的正常滑动，进而承重板31也就不存在卡死的情况。当承重板31移动至预定位置后（机架21设有刻度线），通过其内部的螺栓组将承重板31与机架21结合成一个整体，接着卷扬机4带动钢丝绳缓慢反向旋转，带动升降板23、钻机本体25、升降钻杆26以及定位导向件27同步短距回落，升降板23下落到校正板32上表面，二者紧密贴合，并将倾斜的升降板23自动校正成水平状态，同时校正板32可对升降板23整体进行承重，并且变径杆35的粗杆部位下落至耳块34中，避免升降板23发生横向偏移，最后将电磁铁33通电获得磁性，电磁铁33与磁块231之间磁力吸合，将承重板31、校正板32和升降板23结合成一个整体，进而钻机本体25和钻杆26可在升降板23上表面沿着电动滑轨24自由水平滑动。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置，其特征在于，包括：

转运平台（1）；

钻孔部（2），所述钻孔部（2）包括机架（21），所述机架（21）底部与转运平台（1）上表面固定连接，所述机架（21）通过开设在其内侧的轨道（22）滑动连接有升降板（23），所述升降板（23）通过开设在其上表面的电动滑轨（24）滑动连接有钻机本体（25），所述钻机本体（25）的输出端设有钻杆（26）；

其中，所述升降板（23）远离转运平台（1）一侧设置有与钻杆（26）圆周外表面相贴合的定位导向件（27）；

还包括校正部（3），所述校正部（3）包括位于所述升降板（23）下方的承重板（31），所述承重板（31）内部与机架（21）外表面滑动连接，所述承重板（31）和机架（21）之间通过螺栓组可拆卸安装，所述承重板（31）侧面固定连接有与升降板（23）下表面紧密贴合的校正板（32），所述校正板（32）设有两个并以承重板（31）为中心对称分布，所述升降板（23）下表面固定连接有磁块（231），所述承重板（31）上表面固定连接有与磁块（231）下表面相吸合的电磁铁（33），所述承重板（31）靠近校正板（32）一侧固定连接有耳块（34），所述升降板（23）侧面固定连接有与耳块（34）内部相滑动的变径杆（35），且该变径杆（35）底端贯穿耳块（34）并固定连接有光滑球（36）；

其中，所述定位导向件（27）包括稳定板（271），所述稳定板（271）底部通过连接杆与升降板（23）外表面固定连接，所述稳定板（271）通过设置在其顶部支架（272）转动连接有第一光滑轮（273），所述支架（272）通过套设在其圆周外表面的结合板（274）转动连接有第二光滑轮（275），所述结合板（274）设有两个并以第一光滑轮（273）为中心对称分布，所述钻杆（26）远离钻机本体（25）一端贯穿第一光滑轮（273）和第二光滑轮（275）围成的空间并延伸至外部，所述结合板（274）的外表面固定连接有异型杆（276），所述异型杆（276）远离结合板（274）一端转动连接有螺纹杆（277），所述螺纹杆（277）的相邻端之间螺纹连接有旋转套（278）。

2.根据权利要求1所述的一种深埋隧洞开挖的钻孔定位导向装置，其特征在于：所述机架（21）顶部固定连接有卷扬机（4），且该卷扬机（4）的输出端通过钢丝绳与升降板（23）上表面相连接，所述升降板（23）侧面转动安装有与轨道（22）内壁相贴合的滚轮。