CN204343980U - 一种超前地质钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超前地质钻孔装置，包括安装在所施工隧道掌子面后侧的钻孔机架、布设在所述钻孔机架上的水平钻机、安装在水平钻机前端的水平钻杆和安装在水平钻杆前端的钻头，钻孔机架呈水平布设；包括两道铺设于隧道掌子面后侧的水平钢轨、沿两道水平钢轨进行前后移动的后侧顶推架、卡装在两道所述水平钢轨上的后部限位架、沿两道水平钢轨水平滑移的水平滑移架、推动水平滑移架水平滑移的液压缸和位于两道水平钢轨前端的前端支撑台；前端支撑台内设置有电子线路板，电子线路板上设置有控制器和与控制器相接的无线通信模块。本实用新型结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，能自动完成超前地质钻孔的钻孔过程。

Description

一种超前地质钻孔装置

技术领域

本实用新型涉及一种钻孔装置，尤其是涉及一种超前地质钻孔装置。

背景技术

超前地质预报是在隧道开挖时，对掌子面前方的围岩与地层情况做出超前预报。超前地质预报常用的物探方法有很多，机械钻探是一种主要的超前地质预报方法。机械钻探是使用超前地质钻杆在隧道断面的若干个部位进行钻探，依据钻杆内岩土结构、构造及水文地质判定前方围岩的性质。实际进行机械钻探时，一般取隧道断面的三个位置点，分别隧道断面的中上部、左侧和右侧三个位置，将钻探出的围岩综合对比分析然后按每两米一个断面记录其围岩状况。目前，所采用超前地质钻杆的长度为20m左右。现如今，进行超前地质钻探时，主要采用人工控制水平钻机的方式进行钻孔，但因超前地质钻杆长度较长，实际操作不便，需投入较多的人力物力，钻孔效率低、劳动强度大，费时费力，并且钻孔质量不易保证。因而，现如今需要一种结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好的超前地质钻孔装置，能自动完成超前地质钻孔的钻孔过程，并且劳动强度低，钻孔效率高，省时省力，并且钻孔质量易于保证。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超前地质钻孔装置，其结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，能自动完成超前地质钻孔的钻孔过程。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种超前地质钻孔装置，其特征在于：包括安装在所施工隧道掌子面后侧的钻孔机架、布设在所述钻孔机架上的水平钻机、安装在水平钻机前端的水平钻杆和同轴安装在水平钻杆前端的钻头，所述钻孔机架呈水平布设；所述钻孔机架包括两道铺设于隧道掌子面后侧的水平钢轨、沿两道所述水平钢轨进行前后移动的后侧顶推架、卡装在两道所述水平钢轨上且能沿两道所述水平钢轨前后移动的电动限位架、沿两道所述水平钢轨水平滑移的水平滑移架、推动水平滑移架进行水平滑移的液压缸和位于两道所述水平钢轨前端的前端支撑台；所述液压缸呈水平布设，所述液压缸的缸体后端固定在后侧顶推架上且其活塞杆前端固定在水平滑移架上；所述前端支撑台上设置有对超前地质钻孔用水平钻杆进行限位的限位座，所述限位座中部开有供水平钻杆穿过的圆形限位孔；所述水平滑移架前部设置有供水平钻机安装的钻机固定座；两道所述水平钢轨呈平行布设且二者布设在同一水平面上，两道所述水平钢轨与所述隧道掌子面呈垂直布设；所述电动限位架与两道所述水平钢轨呈垂直布设；所述电动限位架和水平滑移架均呈竖直向布设；所述电动限位架由水平驱动电机进行驱动且其与水平驱动电机之间通过传动机构进行传动连接；所述水平滑移架上设置有对其移动位移进行实时检测的第一位移检测单元，所述液压缸的活塞杆前端设置有对其伸缩长度进行实时检测的长度检测单元，所述电动限位架上设置有对其移动位移进行实时检测的第二位移检测单元；所述前端支撑台内设置有电子线路板，所述电子线路板上设置有控制器和与控制器相接的无线通信模块，所述前端支撑台的外侧壁上设置有控制面板，所述控制面板与控制器相接；所述液压缸通过液压管路与供油箱相接，所述液压管路上装有液压泵和三位四通电磁阀，所述水平驱动电机、液压泵和三位四通电磁阀均由控制器进行控制且三者均与控制器相接，所述第一位移检测单元、长度检测单元和第二位移检测单元均与控制器相接；所述控制器通过无线通信模块与手持式通信终端进行通信。

上述一种超前地质钻孔装置，其特征是：所述手持式通信终端为智能手机。

上述一种超前地质钻孔装置，其特征是：所述后部限位架的前侧设置有供液压缸的缸体固定的缸体固定座，所述缸体固定座呈竖直向布设。

上述一种超前地质钻孔装置，其特征是：两道所述水平钢轨均为角钢且二者呈对称布设。

上述一种超前地质钻孔装置，其特征是：所述后部限位架和水平滑移架的结构相同且二者均包括方形外框架和固定在所述方形外框架内的竖向安装板，所述竖向安装板和所述方形外框架布设在同一竖直面上；所述方形外框架下部卡装在两道所述水平钢轨之间。

上述一种超前地质钻孔装置，其特征是：所述液压缸的活塞杆前端装有竖向推板。

上述一种超前地质钻孔装置，其特征是：所述竖向推板与水平滑移架之间装有竖向垫板。

上述一种超前地质钻孔装置，其特征是：所述水平钻杆的长度为20m～30m。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、拆装方便且电路设计合理，投入成本低。

2、电路简单且接线方便。

3、使用操作简单、使用效果好且实用价值高，通过液压缸推动水平钻机前后移动，并且待液压缸的活塞杆向前推进至最大行程时，将后部限位架向前移动，且后部限位架向前移动的同时，控制液压缸的活塞杆向后回缩，这样能满足长钻杆的推进需求。实际使用过程中，通过第一位移检测单元、长度检测单元和第二位移检测单元进行实时检测，并通过手持式通信终端进行远程控制，因而本实用新型能自动完成超前地质钻孔的钻孔过程，并且劳动强度低，钻孔效率低，省时省力，并且钻孔质量易于保证。。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，能自动完成超前地质钻孔的钻孔过程。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—水平钢轨；        2—后侧顶推架；         3—后部限位架；

4—水平滑移架；      5—液压缸；             6—前端支撑台；

7—水平钻杆；        8—限位座；             9—圆形限位孔；

10—水平钻机；       11—钻机固定座；        12—钻头；

13—缸体固定座；     14—竖向推板；          15—竖向垫板；

16—水平驱动电机；   17—第一位移检测单元；  18—长度检测单元；

18-1—第二位移检测单元；                     19—控制器；

20—控制面板；       21—无线通信模块；      22—液压泵；

23—三位四通电磁阀； 24—手持式通信终端。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型包括安装在所施工隧道掌子面后侧的钻孔机架、布设在所述钻孔机架上的水平钻机10、安装在水平钻机10前端的水平钻杆7和同轴安装在水平钻杆7前端的钻头12，所述钻孔机架呈水平布设。所述钻孔机架包括两道铺设于隧道掌子面后侧的水平钢轨1、沿两道所述水平钢轨1进行前后移动的后侧顶推架2、卡装在两道所述水平钢轨1上且能沿两道所述水平钢轨1前后移动的电动限位架3、沿两道所述水平钢轨1水平滑移的水平滑移架4、推动水平滑移架4进行水平滑移的液压缸5和位于两道所述水平钢轨1前端的前端支撑台6。所述液压缸5呈水平布设，所述液压缸5的缸体后端固定在后侧顶推架2上且其活塞杆前端固定在水平滑移架4上；所述前端支撑台6上设置有对超前地质钻孔用水平钻杆7进行限位的限位座8，所述限位座8中部开有供水平钻杆7穿过的圆形限位孔9；所述水平滑移架4前部设置有供水平钻机10安装的钻机固定座11。两道所述水平钢轨1呈平行布设且二者布设在同一水平面上，两道所述水平钢轨1与所述隧道掌子面呈垂直布设。所述电动限位架3与两道所述水平钢轨1呈垂直布设。所述电动限位架3和水平滑移架4均呈竖直向布设。所述电动限位架3由水平驱动电机16进行驱动且其与水平驱动电机16之间通过传动机构进行传动连接。所述水平滑移架4上设置有对其移动位移进行实时检测的第一位移检测单元17，所述液压缸5的活塞杆前端设置有对其伸缩长度进行实时检测的长度检测单元18，所述电动限位架3上设置有对其移动位移进行实时检测的第二位移检测单元18-1。所述前端支撑台6内设置有电子线路板，所述电子线路板上设置有控制器19和与控制器19相接的无线通信模块21，所述前端支撑台6的外侧壁上设置有控制面板20，所述控制面板20与控制器19相接；所述液压缸5通过液压管路与供油箱相接，所述液压管路上装有液压泵22和三位四通电磁阀23，所述水平驱动电机16、液压泵22和三位四通电磁阀23均由控制器19进行控制且三者均与控制器19相接，所述第一位移检测单元17、长度检测单元18和第二位移检测单元18-1均与控制器19相接。所述控制器19通过无线通信模块21与手持式通信终端24进行通信。并且，所述水平钻机10与控制器19相接。

本实施例中，所述手持式通信终端24为智能手机。

实际使用时，所述手持式通信终端24也可以采用其它类型的无线控制终端。

本实施例中，所述后部限位架3的前侧设置有供液压缸5的缸体固定的缸体固定座13，所述缸体固定座13呈竖直向布设。

本实施例中，两道所述水平钢轨1均为角钢且二者呈对称布设。

实际加工时，所述后部限位架3和水平滑移架4的结构相同且二者均包括方形外框架和固定在所述方形外框架内的竖向安装板，所述竖向安装板和所述方形外框架布设在同一竖直面上；所述方形外框架下部卡装在两道所述水平钢轨1之间。

本实施例中，所述液压缸5的活塞杆前端装有竖向推板14。

同时所述竖向推板14与水平滑移架4之间装有竖向垫板15。

本实施例中，所述水平钻杆7的长度为20m～30m。

实际使用时，可以根据具体需要，对水平钻杆7的长度进行相应调整。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种超前地质钻孔装置，其特征在于：包括安装在所施工隧道掌子面后侧的钻孔机架、布设在所述钻孔机架上的水平钻机(10)、安装在水平钻机(10)前端的水平钻杆(7)和同轴安装在水平钻杆(7)前端的钻头(12)，所述钻孔机架呈水平布设；所述钻孔机架包括两道铺设于隧道掌子面后侧的水平钢轨(1)、沿两道所述水平钢轨(1)进行前后移动的后侧顶推架(2)、卡装在两道所述水平钢轨(1)上且能沿两道所述水平钢轨(1)前后移动的电动限位架(3)、沿两道所述水平钢轨(1)水平滑移的水平滑移架(4)、推动水平滑移架(4)进行水平滑移的液压缸(5)和位于两道所述水平钢轨(1)前端的前端支撑台(6)；所述液压缸(5)呈水平布设，所述液压缸(5)的缸体后端固定在后侧顶推架(2)上且其活塞杆前端固定在水平滑移架(4)上；所述前端支撑台(6)上设置有对超前地质钻孔用水平钻杆(7)进行限位的限位座(8)，所述限位座(8)中部开有供水平钻杆(7)穿过的圆形限位孔(9)；所述水平滑移架(4)前部设置有供水平钻机(10)安装的钻机固定座(11)；两道所述水平钢轨(1)呈平行布设且二者布设在同一水平面上，两道所述水平钢轨(1)与所述隧道掌子面呈垂直布设；所述电动限位架(3)与两道所述水平钢轨(1)呈垂直布设；所述电动限位架(3)和水平滑移架(4)均呈竖直向布设；所述电动限位架(3)由水平驱动电机(16)进行驱动且其与水平驱动电机(16)之间通过传动机构进行传动连接；所述水平滑移架(4)上设置有对其移动位移进行实时检测的第一位移检测单元(17)，所述液压缸(5)的活塞杆前端设置有对其伸缩长度进行实时检测的长度检测单元(18)，所述电动限位架(3)上设置有对其移动位移进行实时检测的第二位移检测单元(18-1)；所述前端支撑台(6)内设置有电子线路板，所述电子线路板上设置有控制器(19)和与控制器(19)相接的无线通信模块(21)，所述前端支撑台(6)的外侧壁上设置有控制面板(20)，所述控制面板(20)与控制器(19)相接；所述液压缸(5)通过液压管路与供油箱相接，所述液压管路上装有液压泵(22)和三位四通电磁阀(23)，所述水平驱动电机(16)、液压泵(22)和三位四通电磁阀(23)均由控制器(19)进行控制且三者均与控制器(19)相接，所述第一位移检测单元(17)、长度检测单元(18)和第二位移检测单元(18-1)均与控制器(19)相接；所述控制器(19)通过无线通信模块(21)与手持式通信终端(24)进行通信。

2.按照权利要求1所述的一种超前地质钻孔装置，其特征在于：所述手持式通信终端(24)为智能手机。

3.按照权利要求1或2所述的一种超前地质钻孔装置，其特征在于：所述后部限位架(3)的前侧设置有供液压缸(5)的缸体固定的缸体固定座(13)，所述缸体固定座(13)呈竖直向布设。

4.按照权利要求1或2所述的一种超前地质钻孔装置，其特征在于：两道所述水平钢轨(1)均为角钢且二者呈对称布设。

5.按照权利要求1或2所述的一种超前地质钻孔装置，其特征在于：所述后部限位架(3)和水平滑移架(4)的结构相同且二者均包括方形外框架和固定在所述方形外框架内的竖向安装板，所述竖向安装板和所述方形外框架布设在同一竖直面上；所述方形外框架下部卡装在两道所述水平钢轨(1)之间。

6.按照权利要求1或2所述的一种超前地质钻孔装置，其特征在于：所述液压缸(5)的活塞杆前端装有竖向推板(14)。

7.按照权利要求1或2所述的一种超前地质钻孔装置，其特征在于：所述竖向推板(14)与水平滑移架(4)之间装有竖向垫板(15)。

8.按照权利要求1或2所述的一种超前地质钻孔装置，其特征在于：所述水平钻杆(7)的长度为20m～30m。