FI88425C - Foerfarande foer borrning av haol i sten - Google Patents

Description

1 88425

Menetelmä reikien poraamiseksi kiveen Tämän keksinnön kohteena on menetelmä reikien poraamiseksi ennalta määrätyn suunnitelman mukaan kiveen sen 5 lohkomiseksi halutun muotoisiksi kappaleiksi, jossa menetelmässä reiät porataan kallionporauslaitteella, jossa alusta, alustaan kiinnitetty sen suhteen kääntyvä puomi ja puomin päähän kiinnitetty syöttöpalkki jota pitkin porakone liikkuu porauksen aikana, ja anturit syöttöpalkin ja 10 puomin aseman ilmaisemiseksi alustan suhteen ja ohjauslaite, joka laskee porakruunun aseman ja poraussuunnan antureiden antamien arvojen perusteella.

Porattaessa reikiä niin sanotun tarvekiven louhimiseksi avolouhoksilla pyritään kivi irrottamaan määräsuu-15 ruisena suorakaiteen muotoisina lohkareina siten, että kiveen porataan tietyn suuntainen reikärivi, jota pitkin kivi lohkeaa räjäytyksen yhteydessä. Nykyisin reikärivin poraus tapahtuu käyttäen niin sanottuja linjaporauslait-teita, joissa on pitkä raamirakenne, jossa on yksi tai 20 useampi porakone. Porakoneen siirtyvät raamirakenteen tai linjapalkin pituussuunnassa siten, että porattaessa syntyy . . aina suora reikärivi.

Tällaiset laitteet ovat mekaanisesti hankalia käsitellä, koska ne ovat raskaita ja vastaavasti niiden käsit-25 tely vaatii raskaan nostoalustan tai kuljetuslaitteen, jolla ne siirretään porauspaikalle kohdalleen. Edelleen laitteiston paikoitus halutulle reikälinjalle on hankalaa ja työlästä ja porakoneiden suuntaus halutun reikätason suuntaan vaikeaa. Edelleen nykyisessä laitteistossa on me-30 kaniikka ja rakenne erilainen riippuen siitä, halutaanko porata reikärivejä vai yksittäisiä reikiä tarpeen mukaan.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä, jolla sekä reikärivien että reikien tai tietynlaisten reikäkenttien poraaminen onnistuu helposti 35 ja yksinkertaisesti ja jolloin laitteisto voi olla kevyt 2 B 8 4 2 5 ja sen suuntaus ja asemointi porausta varten on helppoa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on ominaista, että rei-kärivin poraamiseksi porakruunu asetetaan reikärivin toiseen päähän tulevan reiän alkukohtaan, että reiän alkukoh-5 ta tallennetaan ohjauslaitteen muistiin porakruunun aseman perusteella, että porakruunu siirretään reikärivin viimeisen reiän alkupään kohdalle, että viimeisen reiän alkukohta tallennetaan ohjauslaitteen muistiin porakruunun aseman perusteella, että ohjauslaitteeseen asetetaan porauspara-10 metreinä ainakin reikien suunta sekä reikien lukumäärä tai kahden vierekkäisen reiän välinen etäisyys, jolloin ohjauslaitteessa oleva laskinelin laskee reikien alkukohtien sijainnin ja annettujen porausparametrien mukaan kaikkien reikien sijainnin alustan suhteen ja kallionporauslaite 15 asetetaan tämän jälkeen poraamaan reiät laskettujen si-jaintiarvojen ja annettujen parametrien perusteella automaattisesti.

Keksinnön olennaisena ajatuksena on, että reikärivi tai reikäkuvio määritellään siten, että poralaitteiston 20 puomia ja syöttölaitteistoa kääntämällä porakruunu asetetaan porattavan reikärivin päissä olevien reikien kohdalle ja kunkin tällaisen reiän paikka laitteen alustan suhteen määritellään porakruunun aseman perusteella sen ollessa reiän kohdalla sekä tämän jälkeen annetaan porattavan 25 reiän suunta ja reiän syvyys sekä reikien väli tai niiden lukumäärä reikärivissä, jonka jälkeen automaattinen oh-jauslaitteisto laskee puomin ja syöttöpalkin suuntauksen ja porasyvyyden sekä poraa reiät annettujen ohjeiden mukaisesti. Vastaavalla tavalla voidaan porakruunua reiän 30 kohdalle asettamalla määrittelemällä esimerkiksi porattava kenttä, johon porataan reikiä tietyin välein sekä poikki-suunnassa että pituussuunnassa määrittelemällä kulmarei-kien kohta ja edelleen vastaavasti yksittäiset porattavat reiät määrittelemällä porakruunun avulla kunkin reiän 35 paikka erikseen, jonka jälkeen laite poraa annetun reikä- 3 »34 5 suunnan ja poraussyvyyden mukaan kaikki reiät.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna, että porarin ei tarvitse tarkasti suunnata reikiä, vaan riittää, että hän ohjaa porakruunun porattavan reiän kohdalle ja lait-5 teen automatiikka laskee annettujen määritteiden perusteella loput sekä hoitaa poraamisen. Edelleen etuna on, että suorien reikärivien poraamiseen ei tarvita erillisiä raamilaitteistoja, joita on hankala käyttää, vaan poraus voidaan suorittaa kevyellä alustalla, jonka puomia ohja-10 taan niin, että linjaporaus tapahtuu halutulla tavalla. Erityisesti sellaisilla laitteilla, joiden ohjaus- ja sää-tölaitteisto on samanaikaisesti tämän hakemuksen kanssa jätetyn rinnakkaishakemuksen mukainen, on syöttöpalkin suunta ja porauksen suuntaus erityisen helppoa ja varmaa. 15 Em hakemuksen mukaisen laitteen ohjaus on toteutettu jakamalla ohjaus- ja säätöpiiri tavallaan kahteen toisistaan riippumattomaan osaan, joista ensimmäinen osa kattaa alustan ja puomin aseman ja liikkeiden määrittelyn sekä puomin syöttöpalkin puoleisen pään eli siihen määritellyn vertai-20 lupisteen aseman ja suunnan sekä kaltevuuden mittaamiseksi ja laskemisen. Toinen säätö- ja ohjausjärjestelmä tai alue kattaa puolestaan säätöpalkin kaltevuusasettelun siten, että syöttöpalkin kaltevuus on määritelty vertailupisteen suhteen kiinteässä koordinaatistossa, jolloin syöttöpalkin 25 kaltevuus ja pituussuuntainen liike määritellään vertailu-pisteen mukaisen koordinaatiston suhteen. Tällä toteutus-muodolla voidaan porattavien reikien asema yksinkertaisimmin määritellä asettamalla syöttöpalkki ensin tarvittavaan poraussuuntaan ja pituussuunnassaan olennaisesti liikealu-30 eensa keskikohdalle puomin pään suhteen, jolloin syöttö- palkin pituussuuntaisilla liikkeillä voidaan yksinkertaisesti määritellä porattavien reikien korkeuserot vertailu-tasoon nähden samalla, kun puomin pään asemaa siirtämällä voidaan määritellä reikien akselin kohta käytettävässä 35 koordinaatistossa.

4 38425

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisilla piirustuksilla, joissa kuviot la - le esittävät kaavamaisesti keksinnön mukaisen menetelmän soveltamista reikärivin porauksessa ja 5 kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen menetelmän soveltamista kiven paloittelun yhteydessä.

Kuvioiden la - le tapauksessa tarkoituksena on poraamalla muodostaa reikärivit, joiden avulla lohkare 5 saadaan erotetuksi kalliosta.

10 Kuviossa la on kallionporauslaite, jossa on alusta 1, johon on kytketty puomi 2 ja sen päähän syöttöpalkki 3, jolla liikkuu porauskone sinänsä tunnetulla tavalla. Puomin ja syöttöpalkin suunta ja syöttöpalkin päässä ennen porauksen alkua olevan porakruunun asema on mitattavissa 15 puomin kulmien a, β ja af sekä puomin 2 ja syöttöpalkin 3 pituuksien avulla. Puomin aseman mittaaminen sen niveliin liittyvien antureiden ja puomin geometrian eli sen nivelten välisten pituuksien avulla sekä puomin kääntö- ja pyöri tyskulmien avulla on sinänsä tunnettua ja alan ammatti-20 miehelle itsestään selvää esimerkiksi US-patentin 4,514,796 tai FR-patentin 8200648 perusteella eikä sitä sen vuoksi katsota aiheelliseksi tässä sen täsmällisemmin selostaa.

Kulmien a, p ja / arvot sekä syöttöpalkin asema 25 puomin pään suhteen syöttöpalkin pituussuunnassa ja lisäksi porakoneen siirtoliike syöttöpalkin suhteen mitataan sinänsä tunnetulla tavalla antureilla, joiden antamat mittausarvot siirretään kallionporauslaitteessa olevaan sinänsä tunnettuun ohjausyksikköön porakruunun aseman mää-30 rittelemiseksi alustan 1 suhteen. Tässä tapauksessa taka-asennossaan oleva porakruunu on ohjattu reiän 4a alkukohtaan sen alkukohdan määrittelemiseksi porauslaitteen alustan 1 suhteen. Porakruunun ollessa reiän alkukohdassa porari tallentaa reiän 4a asennon tiedot puomin ja syöttö-35 laitteen asentojen ja mittojen perusteella tiettynä koor- 5 88425 dinaattina ohjauslaitteen muistiin.

Kuviossa Ib on esitetty tilanne, jossa kuvion la osoittaman tilanteen jälkeen porakruunu on siirretty rei-kärivin 4 viimeisen reiän 4n kohdalle sen aloituspistee-5 seen, jonka jälkeen porari tässä tilanteessa tallentaa jälleen reiän aseman ohjauslaitteen muistiin. Tämän jälkeen ohjauslaitteelle syötetään joko reikien välinen etäisyys x tai reikien lukumäärä n sekä porausparametreinä reikien suunta ja tarvittaessa myös syvyys, jonka jälkeen 10 laite automaattisesti laskee reikien aseman ja poraa rei-kärivin suoraan linjaan reiästä 4a reikään 4n ilman, että porarin tarvitsee millään tavalla puuttua laitteen toimintaan muulloin kuin häiriötapauksissa tai kalustorikkota-pauksissa.

15 Kun reikärivi 4 on porattu, siirretään laite kuvion le mukaisesti poraamaan lohkareen 5 alapuolista reikäri-viä, jolloin vastaavasti määritellään porakruunu ensimmäisen reiän 6a alkukohtaan asennettuna ja viimeisen reiän 6n alkukohtaan asennettuna reikien 6a ja 6n asema alustan 1 20 suhteen, jonka jälkeen ohjauslaite laskee jälleen reikien sijainnin ja suunnan annettujen parametrien mukaisesti sekä poraa reikärivin automaattisesti.

Kuviossa 2 on esitetty kuinka määrittelyä voidaan käyttää silloin, kun irtolohkaretta paloitellaan pienem-25 mäksi sen muotoilemiseksi halutulla tavalla. Tässä tapauksessa porakruunu viedään ensin reiän 4a alkukohdan ja sen sijainti määritellään kuvion la - Ib mukaisella tavalla. Sen jälkeen porakruunu viedään reiän 4n aloituspisteeseen ja se tallennetaan muistiin. Tämän jälkeen porakruunu vie-: 30 dään reiän 7a alkukohtaan, joka tallennetaan muistiin ja edelleen reiän 7n alkukohtaan, joka jälleen tallennetaan muistiin. Tämän jälkeen joko määrittelemällä kahden reiän välissä olevien reikien etäisyys x ja y tai reikien lukumäärä tietyssä suunnassa laite laskee reikien paikan sekä 35 muiden annettujen parametrien kuten suunnan ja syvyyden 6 88425 mukaan poraa reikäkehän kiveen poraamalla järjestyksessään aina kahden määritellyn reiän välisen linjan niin, että muodostuu suorakaiteen muotoinen kuvio. Suorakaiteen muotoinen kuvio muodostuu siten, että porari määrittelee po-5 rauksen tapahtuvaksi esimerkiksi reiästä 4a reikään 4n ja siitä edelleen reikään 7a ja edelleen reiän 7n kautta jälleen takaisin reikään 4a. Reiät voidaan tietysti porata myös toisessa järjestyksessä, kunhan laitteelle annetaan ohjeet siitä, minkä reikien välille reikälinja porataan. 10 Vastaavasti tällainen reikälinja voidaan porata useilla eri tavoilla tarpeen mukaan ja sijoittaa se lohkareeseen tarpeen mukaisesti. Suorakaiteen muotoisen porauksen sijaan voidaan porata muun muotoisia kuten kolmiomaisia tai monikulmion muotoisia tai vinosuorakaiteen muotoisia ku-15 vioita, kun määritellään kussakin muodossa kulmapisteisiin tulevien reikien asema edellä esitetyllä tavalla asettamalla porakruunu kulmareikien alkukohtaan ja tallentamalla nämä arvot ohjauslaitteen muistiin kulmien välisten reikä-rivien aseman ja suunnan laskemiseksi. Käytettäessä aiem-20 min mainittua säätö- ja ohjausratkaisua, jossa puomin ja syöttöpalkin liikkeiden ja aseman säätö tapahtuu tavallaan toisistaan erillisinä, voidaan reikien paikan määrittely ja poraussyvyys laskea niin, että syöttöpalkki 3 asetetaan porareiän akselien suuntaiseksi ja olennaisesti puomin 2 25 pään keskelle liikesuunnassaan, jonka jälkeen puomin 2 syöttöpalkin puoleinen pää käännetään olennaisesti samassa tasossa ensimmäisen määriteltävän porareiän kohdalle, jonka jälkeen syöttöpalkki 3 työnnetään kiven pintaan porareiän alkupisteen määrittelemiseksi tason suuntaisina 30 koordinaatteina ja syöttöpalkin pituutena puomin 2 päästä porakruunuun saakka. Vastaavasti aiemmin esitetyn menettelytavan mukaisesti reiän aloituskohdan arvo talletetaan muistiin ja syöttöpalkkia 3 siirretään tarvittaessa poispäin kiven pinnasta pituussuunnassaan, jonka jälkeen puo-35 min 2 päätä siirretään määritellyssä tasossa seuraavan 7 88425 reiän suuntaan, kunnes syöttöpalkkia 3 voidaan jälleen siirtää pituussuunnassaan niin, että porakruunu on reiän aloituskohdassa ja jälleen tämän reiän aloituskohta tallennetaan ohjauslaitteen muistiin puomin pään aseman ja 5 porakruunun puominpäästä olevan etäisyyden perusteella.

Joissakin tapauksissa välttämätöntä porata tietyllä tavalla säännölliseen järjestykseen asettuvia reikiä esimerkiksi tietynlaisen suorasta linjasta poikkeavan lohkai-sun aikaansaamiseksi. Tällaisissa tapauksissa voidaan po-10 raus suorittaa asettamalla porakruunu järjestyksessä kunkin porattavan reiän kohdalle, jolloin aiemmin esitetyllä tavalla tallennetaan reikien alkukohdat, jonka jälkeen laite poraa reiät järjestyksessä halutun suunnan ja reiän syvyyden mukaan.

15 Edellä selityksessä ja piirustuksissa on keksintöä selitetty vain esimerkinomaisesti eikä sitä siten ole millään tavalla rajoitettu siihen. Vaikka kuvioissa ja selityksessä on puomin osalla esitetty vain yksi nivelkulma α, β ja f keksinnön havainnollistamiseksi mahdollisemmin 20 yksinkertaisella esimerkillä, on tietenkin selvää, että normaalissa olosuhteissa ja tavanomaisia laitteita sovellettaessa puomilla on useampia suuntakulmia sekä alustan ,. että syöttöpalkin suhteen sekä mahdollisesti myös puomin jonkin osan pituussuuntaisen akselin ympäri tapahtuvaa 25 pyörimistä aiemmin mainittujen US-patentin 4,514,796 ja FR-patentin 8200648 mukaisella tavalla ja keksintö on siten sovellettavissa kaikkiin alustan, puomin ja syöttöpalkin käsittäviin porauslaitteistoihin.

Claims (3)

8 c 8 4 2 5

1. Menetelmä reikien poraamiseksi ennalta määrätyn suunnitelman mukaan kiveen sen lohkomiseksi halutun muo- 5 toisiksi kappaleiksi, jossa menetelmässä reiät porataan kallionporauslaitteella, jossa alusta (1), alustaan kiinnitetty sen suhteen kääntyvä puomi (2) ja puomin päähän kiinnitetty syöttöpalkki (3), jota pitkin porakone liikkuu porauksen aikana, ja anturit syöttöpalkin (3) ja puomin 10 (2) aseman ilmaisemiseksi alustan (1) suhteen ja ohjaus laite, joka laskee porakruunun aseman ja poraussuunnan antureiden antamien arvojen perusteella, tunnettu siitä, että reikärivin poraamiseksi porakruunu asetetaan reikärivin (4a-4n, 6a-6n, 7a-7n) toiseen päähän tulevan 15 reiän (4a; 6a; 7a) alkukohtaan, että reiän (4a; 6a; 7a) alkukohta tallennetaan ohjauslaitteen muistiin porakruunun aseman perusteella, että porakruunu siirretään reikärivin (4a-4n; 6a-6n; 7a- 7n) viimeisen reiän (4n; 6n; 7n) alkupään kohdalle, että viimeisen reiän (4n; 6n; 7n) alkukohta 20 tallennetaan ohjauslaitteen muistiin porakruunun aseman perusteella, että ohjauslaitteeseen asetetaan porauspara-metreinä ainakin reikien (4a-4n; 6a-6n; 7a-7n) suunta sekä reikien (4a-4n; 6a-6n; 7a-7n) lukumäärä tai kahden vierekkäisen reiän välinen etäisyys (x), jolloin ohjauslaittees-25 sa oleva laskinelin laskee reikien (4a-4n; 6a-6n; 7a-7n) alkukohtien sijainnin ja annettujen porausparametrien mukaan kaikkien reikien (4a-4n; 6a-6n; 7a-7n) sijainnin alustan (1) suhteen ja kallionporauslaite asetetaan tämän jälkeen poraamaan reiät (4a-4n; 6a-6n; 7a-7n) laskettujen 30 sijaintiarvojen ja annettujen parametrien perusteella automaattisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tietynmuotoisen kivenlohkareen lohkomiseksi määritellään halutun kivenlohkareen kulmien koh- 35 dalle reiät (4a, 4n; 6a, 6n; 7a, 7n) asettamalla porakruu- 9 ? 3 4 2 5 nu vuorotellen kunkin kulman reiän (4a, 4n; 6a, 6n; 7a, 7n) alkukohdan kohdalle tallettamalla kunkin reiän aloituskohta ohjauslaitteen muistiin, että lohkareen muoto määritellään reikäriveinä (4a-4n; 6a-6n; 7a-7n) kulmapis-5 teistä seuraavaan ja että ohjauslaitteessa olevan laskin-elimen laskemien reikärivien (4a-4n; 4n-7a; 7c-7n; 7n-4a) reikien sijaintiarvojen ja asetettujen parametrien perusteella kallionporauslaite asetetaan poraamaan reiät automaattisesti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin määriteltävän reiän (4a, 4n; 6a, 6n; 7a, 7n) aloituskohta määritellään siten, että syöttöpalkki (3) asetetaan ensin porareikien (4a, 4n; 6a, 6n; 7a, 7n) akselin suuntaiseksi ja olennaisesti lii-15 kematkansa keskikohdalle puomin (2) pään suhteen, että puomia (2) käännetään alustan (1) suhteen niin, että syöt-töpalkissa oleva poratanko on määriteltävän reiän akselin kohdalla, että syöttöpalkkia siirretään niin, että pora-kruunu koskettaa kiveen reiän aloituskohdassa ja että 20 reiän aloituskohta tallennetaan ohjauslaitteen muistiin puomin pään asemana sekä etäisyytenä puomin päähän määritellystä vertailupisteestä porakruunuun. 10 8 3 425