ES2275013T3

ES2275013T3 - ROCKING PERFORATION METHOD.

Info

Publication number: ES2275013T3
Application number: ES02783930T
Authority: ES
Inventors: Kurt Andersson; Magnus Olsson
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills AB
Current assignee: Epiroc Rock Drills AB
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2007-06-01
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: WO2003044319A1; CA2467818C; DE60215689T2; SE0103880D0; SE520421C2; ZA200403670B; EP1446554B1; SE0103880L; CA2467818A1; ATE343707T1; DE60215689D1; PT1446554E; AU2002347731A1; EP1446554A1; AU2002347731B2

Abstract

Method of rock drilling comprising forward feeding of a rock drilling machine (3) toward a rock (33), drilling a short distance in the rock with reduced values on impact pressure (38) and feed pressure (36) and after that transition to full impact pressure and feed pressure with which a bore hole is finished, whereby the pressure in a recoil damper (21) at the rock drilling machine (3) is read and stored in a memory (44), that the rock drilling machine (3) is fed toward the rock (33) with rotation and impact device inactive until a rock drilling tool (2) connected to the rock drilling machine reaches the rock, that the feeding toward the rock is interrupted when the pressure (35) in the recoil damper (21) exceeds the value stored in the memory (44) with a predetermined amount and that the bore hole after that is drilled.

Description

Método de perforación de rocas.Rock drilling method.

La presente invención se refiere a un método de perforación de rocas. Más específicamente la invención se refiere a un método donde el dispositivo de impacto es activado sólo después de alcanzar el contacto con la roca.The present invention relates to a method of rock drilling. More specifically the invention relates to a method where the impact device is activated only after of reaching contact with the rock.

Según la técnica previamente conocida la perforación (véase EP-A-O 648 915) es iniciada cuando empieza la rotación de la herramienta de perforación de rocas y el barrido. Después de esto el dispositivo de impacto es puesto en marcha con presión de barrenado y la perforadora de rocas es hecha avanzar hacia la roca a baja velocidad. Cuando la herramienta de perforación de rocas alcanza la roca se pone en marcha la perforación con valores bajos de presión de impacto y presión de avance. Para obtener un buen barrenado el avance debe ocurrir a baja velocidad lo que significa que necesita comparativamente mucho tiempo y que la herramienta de perforación es sometida a golpes en vacío, con los riesgos que esto supone de avería durante este tiempo. Puesto que la detección del contacto con la roca ocurre por la detección de la presión de avance con una detección segura aumentan las dificultades debido a la fricción entre la corredera de la perforadora de rocas y la deslizadera.According to the previously known technique the drilling (see EP-A-O 648 915) is started when the tool rotation starts Rock drilling and sweeping. After this the device of impact is started with drilling pressure and the rock drill is advanced towards the rock at low speed. When the rock drilling tool reaches the rock starts drilling with low pressure values of impact and feed pressure. To get a good bore the breakthrough must occur at low speed which means you need comparatively long and that the drilling tool it is subjected to vacuum shocks, with the risks that this entails breakdown during this time. Since contact detection with the rock occurs by the detection of the advance pressure with a Safe detection increases difficulties due to friction between the slide of the rock drill and the slide.

La presente invención, que está definida en las reivindicaciones posteriores, tiene como objetivo conseguir un método de perforación de rocas donde el avance de la perforadora de rocas hasta el contacto con la roca pueda ocurrir mucho más rápidamente sin someter al equipo a golpes en vacío inútiles y perjudiciales.The present invention, which is defined in the subsequent claims, aims to achieve a rock drilling method where the advance of the drilling rig rocks until contact with the rock can occur much more quickly without subjecting the equipment to useless vacuum strokes and harmful.

Abajo se describe una forma de realización de la invención con referencia al dibujo anexo donde la Figura 1 muestra esquemáticamente una perforadora de rocas. La Figura 2 muestra esquemáticamente un sistema de control para la perforadora de rocas.An embodiment of the invention with reference to the attached drawing where Figure 1 shows schematically a rock drill. Figure 2 shows schematically a control system for the drilling machine rocks

El dispositivo de perforación de rocas mostrado en la Fig 1 comprende un alojamiento de la máquina 3 sobre la que se fija una parte frontal 11. El dispositivo de perforación comprende una columna perforadora que incluye un grupo de tubos 1, que en la Fig 1 está representado por el manguito de perforación 1 que es la parte posterior, y un grupo de barras 2, que en la Fig 1 está representado por un adaptador 2 dispuesto en la máquina. En la parte frontal de la columna perforadora se dispone una barrena 31. La barrena 31 es hecha girar por el grupo de tubos que es hecho girar por un motor de rotación 12 por medio de una rueda de engranaje 13 que engrana con los dientes 14 del manguito de perforación 1. Un pistón percusor 4 se mueve en vaivén en el alojamiento de la máquina 3 de la forma usual. El pistón percusor transfiere su energía al adaptador 2 en el grupo de barras. Esta energía es luego transferida de barra a barra en el grupo de barras y del grupo de barras a la barrena 31. Un manguito 15 y un pistón 8 están dispuestos de manera deslizable en el alojamiento de la máquina 3. Estos transfieren una fuerza determinada por la presión en una primera cámara 5 al adaptador 2. Esta presión actúa hacia adelante sobre una superficie 17. Esta fuerza se usa durante la perforación para mantener las barras en el grupo de barras juntas. La cámara 5 es conectada a un acumulador 6 que es alimentado con líquido de presión de una fuente de líquido de presión 16 por medio de un dispositivo de control 26 y un conducto 22. El pistón 8 es estrechamente insertable en una segunda cámara 7. Esto significa que el retroceso desde la roca es eficazmente amortiguado pues el líquido es expulsado a presión a través de la ranura estrecha entre el pistón 8 y el alojamiento de la máquina. Para evitar la cavitación cuando el pistón 8 se aleja de la cámara 7 se dispone una válvula de retención 9 entre la primera y la segunda cámara y se dirige de tal manera que se permita el flujo del líquido desde la primera cámara 5 a la segunda cámara 7. Las cámaras 5 y 7 forman juntas un amortiguador de retroceso 21. La perforadora de rocas es movida de la manera usual en vaivén a lo largo de una deslizadera 32 por un motor de transmisión no mostrado. En el ejemplo mostrado la herramienta de perforación comprende un grupo de tubos y un grupo de barras dispuestos en su interior. Obviamente la herramienta de perforación puede ser una barrena de tipo
normal.The rock drilling device shown in Fig 1 comprises a housing of the machine 3 on which a front part 11 is fixed. The drilling device comprises a drilling column that includes a group of tubes 1, which in Fig 1 is represented by the drilling sleeve 1 which is the back, and a group of bars 2, which in Fig 1 is represented by an adapter 2 arranged in the machine. In the front part of the drilling column a auger 31 is arranged. The auger 31 is rotated by the group of tubes that is rotated by a rotation motor 12 by means of a gear wheel 13 that meshes with the teeth 14 of the drill sleeve 1. A hammer piston 4 moves reciprocatingly in the housing of the machine 3 in the usual way. The hammer piston transfers its energy to the adapter 2 in the bar group. This energy is then transferred from bar to bar in the bar group and from the bar group to the auger 31. A sleeve 15 and a piston 8 are slidably disposed in the housing of the machine 3. These transfer a force determined by the pressure in a first chamber 5 to the adapter 2. This pressure acts forward on a surface 17. This force is used during drilling to keep the bars in the group of bars together. The chamber 5 is connected to an accumulator 6 which is fed with pressure liquid from a source of pressure liquid 16 by means of a control device 26 and a conduit 22. The piston 8 is closely inserted into a second chamber 7. This It means that the recoil from the rock is effectively cushioned because the liquid is expelled under pressure through the narrow groove between the piston 8 and the machine housing. To prevent cavitation when the piston 8 moves away from the chamber 7, a check valve 9 is arranged between the first and the second chamber and is directed in such a way that the flow of the liquid from the first chamber 5 to the second chamber is allowed. 7. Chambers 5 and 7 together form a recoil damper 21. The rock drill is moved in the usual manner reciprocating along a slide 32 by a transmission motor not shown. In the example shown, the drilling tool comprises a group of tubes and a group of bars arranged inside. Obviously the drilling tool can be a type auger
normal.

El sistema de control para el método de perforación de rocas mostrado en la Fig 2 comprende una unidad de control 34 provista de una memoria 44 para almacenar los valores de perforación. A la unidad de control 34 se conectan un sensor 35 para la presión en el amortiguador de retroceso 21, un sensor 36 para la presión en el motor de transmisión no mostrado que mueve la perforadora de rocas 3 a lo largo de la deslizadera 32, un sensor 37 para la presión para el motor de rotación 12 y un sensor para la presión que acciona el pistón percusor 4 en vaivén, la presión de impacto. La unidad de control 34 está dispuesta para controlar varias válvulas, p. ej. la válvula 39 para reducir el flujo a través del amortiguador de retroceso 21, la válvula 40 que controla el flujo al motor de transmisión, la válvula 41 que controla la presión al motor de transmisión, la válvula 42 que controla el flujo a través del motor de rotación y la válvula 43 que controla la presión al dispositivo de impacto para controlar el movimiento de vaivén del pistón percusor 4.The control system for the method of Rock drilling shown in Fig 2 comprises a unit of control 34 provided with a memory 44 to store the values of drilling. A sensor 35 is connected to the control unit 34 for pressure on recoil damper 21, a sensor 36 for the pressure in the transmission engine not shown that moves the rock drill 3 along slide 32, a sensor 37 for the pressure for the rotation motor 12 and a sensor for the pressure that drives the percussor piston 4 in reciprocating, the pressure of impact. The control unit 34 is arranged to control several valves, p. ex. valve 39 to reduce flow through of the recoil damper 21, the valve 40 that controls the flow to the transmission engine, the valve 41 that controls the pressure to the transmission engine, the valve 42 that controls the flow to through the rotation motor and the valve 43 that controls the pressure to the impact device to control the movement of reciprocating piston sway 4.

El método de perforación de rocas es puesto en práctica de la siguiente manera con el dispositivo de perforación de rocas mostrado. La presión en el amortiguador de retroceso 21 es leída por el sensor 35 y almacenada en la memoria 44 en la unidad de control 34. Esta es la presión de amortiguación inerte que se usa como valor de referencia.The rock drilling method is put into Practice as follows with the drilling device of rocks shown. The pressure on the recoil damper 21 is read by sensor 35 and stored in memory 44 in the unit of control 34. This is the inert damping pressure that is use as reference value.

Luego la perforadora de rocas 3 es movida a lo largo de la deslizadera 32 hacia la roca 33 a través de la ligera apertura de las válvulas 40 para el fluido de transmisión y 41 para la presión de avance por la unidad de control 34. En este momento no se activa ninguna otra función. No obstante lo importante es que el dispositivo de impactos permanezca inactivo durante este movimiento de avance. La rotación puede ocurrir durante este movimiento de avance hacia la roca. En esta condición se espera que la barrena 31 alcance la roca 33. El movimiento hacia la roca se interrumpe cuando la presión en el amortiguador de retroceso 21 excede el valor de referencia en una cantidad predeterminada, por ejemplo 10 bar. Reduciendo el flujo de amortiguación con la válvula 39 se puede obtener la detección del contacto con la roca con un aumento de la presión inferior que al contrario. Cuando se detecta el contacto con la roca la posición de la perforadora de rocas a lo largo de la deslizadera 32 es almacenada en la memoria 44. Después de esto se hace retroceder la perforadora de rocas una distancia corta de modo que la barrena 31 se libere de la roca. Se activan la rotación y el barrido. Las válvulas 40, 41 y 42 se abren de manera que el dispositivo de impactos se active con baja presión, presión de barrenado, y se ponga en marcha el movimiento de avance a baja velocidad. Esta perforación ocurre a poca distancia en frente de la posición almacenada en la memoria 44. Después de esto se aumenta la presión de impacto y presión de avance durante un tiempo determinado a aquellos valores que se usan para la perforación normal. Luego el taladro es perforado completamente.Then the rock drill 3 is moved to along the slide 32 towards the rock 33 through the light opening of the valves 40 for the transmission fluid and 41 for feed pressure for control unit 34. At this time No other function is activated. However, the important thing is that the impact device remains inactive during this forward movement. Rotation can occur during this movement forward towards the rock. In this condition it is expected that the auger 31 reaches the rock 33. The movement towards the rock is interrupts when the pressure on the recoil damper 21 exceeds the reference value by a predetermined amount, by example 10 bar. Reducing the damping flow with the valve 39 the detection of contact with the rock with a pressure increase lower than the opposite. When detected the contact with the rock the position of the rock drill at The length of the slide 32 is stored in memory 44. Then from this the rock drill is pushed back a distance cut so that the auger 31 is released from the rock. The rotation and sweep. Valves 40, 41 and 42 open so the impact device is activated with low pressure, pressure of drilling, and start the movement of advance to low speed. This perforation occurs a short distance in front of the position stored in memory 44. After this the impact pressure and feed pressure for a while determined to those values that are used for drilling normal. Then the drill is completely drilled.

Claims

1. Rock drilling method comprising the progress of a percussor rock drill (3) provided with a recoil damper (21) towards a rock (33), drilling from a short distance in the rock with reduced pressure values of impact (38) and feed pressure (36) and, after this, the transition to full impact pressure and feed pressure with what which one drill is finished,

characterized in that the pressure in the recoil damper (21) in the percussive rock drill (3) is read and stored in a memory (44), that the percussion rock drill (3) is advanced towards the rock (33) with the inactive impact device until a rock drilling tool (2) connected to the percussive rock drill reaches the rock, that the advance towards the rock is interrupted when the pressure (35) on the damper The recoil (21) exceeds the value stored in the memory (44) by a predetermined amount and after that the hole is drilled with the active impact and advance device.

2. Method according to claim 1, characterized in that the position of the rock drill (3) along a slide (32) is stored in memory (44) upon contact with the rock, that the drill of percussive rocks (3) is pushed back a short distance and that after this a drill is drilled.

3. Percussor rock drill ready to execute the method according to claim 1 or 2.