JP2011516760A - 掘削装置、スロット掘削方法およびスロット形成装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図6
Description
Claims (22)
- 送りビーム(3)と、
該送りビーム(3)上に配設され、衝撃装置(4)およびフラッシング装置(11)を含む削岩機(6)と、
該削岩機(6)へ連結したツール(7)とを含み、
前記衝撃装置(4)は前記ツール(7)へ向かう衝撃応力波を生成するよう配設され、前記フラッシング装置(11)は前記ツール(7)を通してフラッシング流体を供給し、穿孔される穴(52)から掘削廃棄物を流し出すよう配設され、
さらに、前記削岩機(6)を前記送りビーム(3)上で移動させ、前記ツール(7)を前記穿孔される穴(52)に送り込むよう配設された送り装置(9)と、
前記削岩機(6)へ連結され、ガイド部(110)、本体部(120)、および該ガイド部(110)と本体部(120)の間に延在しこれらを連結する少なくとも1つの支柱(130)を含むスロット形成装置(100)とを含み、前記ガイド部(110)は前に穿孔された穴(50)の中に配置され、前記ツール(7)は前記本体部(120)の中を摺動可能に配設されたスロット穿孔用削岩装置において、
前記スロット形成装置(100)の本体部(120)とツール(7)との間には、流体を含む少なくとも1つの軸方向容量チャンバ(140)があり、前記衝撃応力波の前記衝撃装置(4)から前記スロット形成装置(100)への伝播を減衰させることを特徴とする削岩装置。 - 請求項1に記載の削岩装置において、
前記軸方向容量チャンバ(140)は、少なくとも1つの流路によって前記フラッシング装置(11)へ接続され、
前記軸方向容量チャンバ(140)はフラッシング流体を含むことを特徴とする削岩装置。 - 請求項1または2に記載の削岩装置において、
前記スロット形成装置(100)は脱着可能な補助装置であり、該補助装置は、前記削岩機(6)のシャンク(61)へ、または該シャンク(61)へ連結されたドリルロッドへ連結されていることを特徴とする削岩装置。 - 前記請求項のいずれかに記載の削岩装置において、
前記スロット形成装置(100)の本体部(120)および前記ツール(7)は互に、流体を含む少なくとも1つの軸方向容量チャンバを画成することを特徴とする削岩装置。 - 請求項4に記載の削岩装置において、
前記スロット形成装置(100)の本体部(120)は、前記ツール(7)が中に延在する穴(124)を含むスリーブ(122)を含み、
該スリーブ(122)の穴(124)は、第1の直径部(124a)、第1の直径部(124a)より小さい第2の直径部(124b)、第1の直径部(124a)と第1の直径部(124b)の間に延在するショルダ部(124c)を含み、
前記穴(124)の第1の直径部(124a)は、前記ツール(7)のピストン部(7a)を摺動的に受け入れ、該穴(124)の第2の直径部(124b)は該ツール(7)のロッド部(7b)を受け入れ、
前記軸方向容量チャンバ(140)は環形であり、該環形は、前記穴(124)の第1の直径部(124a)と前記ツール(7)のロッド部(7b)との間で半径方向に画成され、該ツール(7)のピストン部(7a)と前記穴(124)のショルダ部(124c)との間で軸方向に画成され、
前記スロット形成装置はさらに、前記ツール(7)に沿って前記フラッシング流体を供給する流路(142)を含み、該流路(142)は、前記ツール(7)のロッド部(7a)と前記穴(124)の第2の直径部(124b)との間に半径方向に配置された軸方向流路(142a)と、前記ツール(7)の第1の内部通路(144)を該軸方向流路(142a)の第1の軸方向端部へ連結する全体として半径方向の第1の流路(142b)と、前記ツール(7)の第2の内部通路(146)を前記軸方向流路(142a)の第2の軸方向端部へ連結する全体として半径方向の第2の流路(142c)とを含み、
前記スリーブ(122)の穴(124)は、第2の直径部(124b)より小さい第3の直径部(124d)を含み、第3の直径部(124d)は前記ツール(7)のロッド部(7b)を摺動的に受け入れ、
前記本体部(120)に対する前記ツール(7)の軸方向における相対的変位によって前記全体として半径方向の第2の流路(142c)を通る流体流を制限し、前記ツール(7)に対して前記本体部(120を動かす流体圧を増大させることを特徴とする削岩装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の削岩装置において、前記ツール(7)と前記本体部(120)との間には減衰ピストン(128)があり、該ピストンは、前記ツール(7)の前記本体部(120へ軸方向に連結され、該軸方向において流体によって前記ツール(7)から離されることを特徴とする削岩装置。
- 請求項6に記載の削岩装置において、
前記スロット形成装置(100)の本体部(120)は、前記ツール(7)が中に延在する穴(124)を含むスリーブ(122)を含み、
前記ツール(7)はその中に延在する流路(142)を含み、
前記減衰ピストン(128)は、前記流路(142)内に配設された内側部(128a)と、前記ツール(7)の周囲にある外側部(128b)と、前記内側部と外側部を互いに連結する少なくとも1つの連結部(128c)とを含み、
前記ピストン(128)は前記ツール(7)に対して摺動的に移動可能に配設され、
前記内側部(128a)は、穿孔方向(D)に向けて作用する第1の作動圧面(80)と、逆方向(R)に向けて作用する第2の作動圧面(81)とを含み、
前記ピストン(128)の第1の作動圧面(80)側には第1の軸方向容量チャンバ(140a)があり、この中の流体は送り力を前記ツール(7)から前記ピストン(128)を介して前記スリーブ(122)へ伝達し、
前記ピストン(128)の第2の作動圧面(81)側には第2の軸方向容量チャンバ(140b)があり、この中の流体は前記ツール(7)とピストン(128)の間で前記穿孔方向(D)における機械的軸方向接触を妨げることを特徴とする削岩装置。 - 請求項8に記載の削岩装置において、
前記ツール(7)の流路(142)は前記軸方向容量チャンバ(140a、140b)を接続する少なくとも1つの軸方向流路(142)を含み、
前記逆方向(R)における前記ツール(7)に対する前記ピストン(128)の軸方向の動きが第1の作動圧面(80)に対して作用する流体圧を制限するよう配設され、これによって前記ピストン(128)を介して前記スリーブ(122)へ伝達される送り力が増大することを特徴とする削岩装置。 - 前記請求項のいずれかに記載の削岩装置において、
前記ガイド部(110)は、前記ガイド部(110)の周縁面に沿って長手方向に延在する少なくとも1つの長尺状案内フランジ(112)を含むことを特徴とする削岩装置。 - 前記請求項のいずれかに記載の削岩装置において、
前記送りビームには、該送りビーム(3)の遠端部に保持装置(64)が設けられ、
該保持装置(64)は開口部(66)を有し、該開口部は、前記スロット形成装置(100)の断面形状に応じた寸法を有し、該スロット形成装置(100)を前記保持装置(64)の中へ押し通すことができることを特徴とする削岩装置。 - 第1の端部および第2の端部を含み、第1の端部には、スロット形成装置(100)を削岩機(6)のシャンク(61)へ、または該シャンク(6)に連結されたドリルロッドへ取り付ける第1の連結手段が設けられ、第2の端部にはドリルビット(8)が設けられた長尺状ツール(7)と、
該ツール(7)が中に配設された本体部(120)と、
前に穿孔された穴(50)の中に設置可能なガイド部(110)と、
該ガイド部(110)と本体部(120)との間に延在し、これらを連結する少なくとも1つの支柱(130)とを含むスロット形成装置において、
該スロット形成装置(100)には、前記本体部(120)とツール(7)との間に少なくとも1つの軸方向容量チャンバが設けられ、
該スロット形成装置(100)は、該チャンバ(140)へ流体を送り込む少なくとも1つの流路を含み、これによって該チャンバ(140)内の流体が軸方向の力を前記ツール(7)から前記本体部(120)へ伝達するように配設されていることを特徴とするスロット形成装置。 - 請求項11に記載のスロット形成装置において、
該スロット形成装置(100)は、フラッシング流体を前記削岩機から前記軸方向容量チャンバ(140)へ送り込む少なくとも1つの供給路と、フラッシング流体を前記軸方向容量チャンバ(140)から穿孔中の穴へ放出する少なくとも1つの放出流路とを含み、これによってフラッシング流体が前記軸方向容量チャンバ(140)の中を流れるように配設されていることを特徴とするスロット形成装置。 - 請求項11または12に記載のスロット形成装置において、
該スロット形成装置(100)は、前記ガイド部(110)による前に穿孔された穴(50)への放出に対向する軸方向の力をモニタする手段と、
少なくとも1つの軸方向容量チャンバ(140、140a)の少なくとも1つの作動圧面(70、80)に対して穿孔方向に作用する前記流体の圧力を前記モニタした対向する力への応答として増大させる手段とを含み、これによって前記ガイド部(110)へ伝達される軸方向の力が増大することを特徴とするスロット形成装置。 - 請求項12および13に記載のスロット形成装置において、
該スロット形成装置(100)は、前記ツール(7)と本体部(120)の相対的軸方向位置に対する応答として前記軸方向容量チャンバ内を流れる容量流に作用するバルブ手段を含むことを特徴とするスロット形成装置。 - 複数の穴(50〜54)を互いに近接して穿孔し、岩石材(62)内にスロット(S)を形成し、
削岩機(6)に連結されたツール(7)に衝撃パルスを生成する衝撃装置(4)を含む削岩機(6)を穿孔において使用し、
スロット形成装置(100)を前記削岩機(6)へ連結することを含み、該スロット形成装置(100)は、前記ツール(7)が中に配設された本体部(120)と、ガイド部(110)と、該ガイド部(110)および本体部(120)の間に延在し、これらを連結する少なくとも1つの支柱(130)を含み、
さらに、前に穿孔した穴(50)内にガイド部(110)を配置して、新規の穿孔される穴(52)について該前に穿孔した穴(50)の方向を維持し、
穿孔中、送り力を穿孔方向(D)に向けて前記ツール(7)から前記スロット形成装置(100)の本体部(120)へ、さらに前記ガイド部(110)へ伝達し、
前記送り力を前記スロット形成装置(100)の本体部(120)へ前記穿孔方向(D)に、前記ツール(7)と本体部(120)との間の少なくとも1つの軸方向容量チャンバ(140、140a)内の流体によって伝達し、
衝撃応力波の前記衝撃装置(4)から前記スロット形成装置(100)への伝播を前記少なくとも1つの軸方向容量チャンバ内の流体によって減衰させることを含むことを特徴とするスロット穿孔方法。 - 請求項15に記載の方法において、該方法は、
互いに対して長手方向に摺動するよう配設された前記本体部(120)およびツール(7)の間の軸方向の動きに応答して、前記軸方向容量チャンバ(140、140a)内の流体の圧力に対して作用することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項16に記載の方法において、該方法は、
前記軸方向容量チャンバ(140、140a)を通る流体流を形成し、
前記前に穿孔した穴(50)における前記ガイド部(110)の動きが妨げられると、前記軸方向容量チャンバ(140、140a)を通る流体流を制限し、これによって前記ガイド部(110)へ伝達される送り力を増大させることを含むことを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法において、該方法は、
前記軸方向容量チャンバ(140、140a)を通る流体流を形成し、
前記前に穿孔した穴(50)における前記ガイド部(110)の動きが止まると、前記軸方向容量チャンバ(140、140a)を通る放出流体流を閉鎖し、これによって前記軸方向容量チャンバ内の流体の圧力が増大し、
前記軸方向容量チャンバ内で作用する流体の圧力をモニタし、
該軸方向容量チャンバ内の流体圧が所定の圧力限界を超えると、前記削岩機(6)の送り運動を反転させることを含むことを特徴とする方法。 - 請求項15ないし18のいずれかに記載の方法において、該方法は、
少なくとも1つのドリルロッド(10)を前記削岩機(6)のシャンク(61)へ接続し、
前記スロット形成装置(100)を最外側のドリルロッド(10)の遠端部へ接続することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項15ないし18のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記スロット形成装置(100)を前記削岩機(6)のシャンク(61)へ接続することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項15ないし20のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記ガイド部(110)の周縁面に沿って長手方向に延在する少なくとも1つの長尺状案内フランジ(112)によって前記ガイド部(110)を前記前に穿孔した穴(50)の表面へ支持することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項15ないし21のいずれかに記載の方法において、該方法は、
フラッシング流体を前記軸方向容量チャンバ(140、140a)へ送り込むことを含むことを特徴とする方法。
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- 2010-09-16 ZA ZA2010/06643A patent/ZA201006643B/en unknown
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