JP2021167572A - Drilling machine - Google Patents

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Abstract

To drive multiple hydraulic drive devices provided in a drilling machine with a single hydraulic unit.SOLUTION: The present invention comprises a drilling unit 5 that forms a hole by the rotational force and pressing force of a drifter 5a that reciprocates with a hydraulic device 5d, a guide cell 4 that guides the movement of the drilling unit 5 in the drilling direction, a pad pressing device 12 provided at the tip of the guide cell 4, a tip fixing jig 4b for fixing the guide cell 4 to the drilling surface is provided, a vehicle body 2 that moves around the site by supporting the guide cell 4 so that it can be driven, a cell pressing device 4c that presses the tip fixing jig 4b against the drilled surface, and a hydraulic unit U that hydraulically drives the hydraulic device 5d, the pad pressing device 12, and the cell pressing device 4c. The hydraulic unit U comprises a hydraulic pump P that supplies pressure oil to an accumulator AC that operates the pad pressing device 12 and selectively supplies pressure oil to the cell pressing device 4c and the hydraulic device 5d via a valve V, and an engine E provided on the vehicle body 2 and driving the hydraulic pump P.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、削孔機に関し、例えば、発破方式によるトンネルの掘削工事において岩盤等に爆薬を装填する発破用の孔(以下、「発破孔」という。)を削孔する削孔機に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a blasting machine, and is applied to, for example, a blasting machine for drilling a blasting hole (hereinafter referred to as “blasting hole”) for loading explosives into rock or the like in tunnel excavation work by a blasting method. It is about effective technology.

発破方式によるトンネルの掘削工事においては、削孔機により掘削対象の岩盤の複数箇所に発破孔を削孔した後、各発破孔内に爆薬を仕掛けてこれを爆破することで岩盤を掘削している。発破孔の削孔に際しては、削孔機のガイドセルの先端を岩盤に押し当て固定した後、ガイドセル上に移動可能な状態で設置された削孔ロッドの先端の削孔ビットを回転させながら岩盤に押し当てることで発破孔を削孔している。 In tunnel excavation work by the blasting method, after blasting holes are drilled in multiple places of the rock to be excavated by a drilling machine, explosives are set in each blasting hole and the rock is excavated by blasting. There is. When drilling a blasting hole, the tip of the guide cell of the drilling machine is pressed against the bedrock to fix it, and then the drilling bit at the tip of the drilling rod installed in a movable state on the guide cell is rotated. Blasting holes are drilled by pressing against the bedrock.

この種の削孔機については、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。 As for this type of drilling machine, for example, the one described in Patent Document 1 is known.

特許文献1に記載の削孔機は、削孔ユニットを前後方向に案内する部材であるガイドセルの先端を固定するための固定治具が設けられている。固定治具は、その先端である爪体部が鋼製の鉤爪式であり、球座部を介して油圧シリンダからなる爪体押圧装置と接続された構造となっている。また、伸縮支持棒により固定治具の姿勢を保持するようになっており、リニアガイドにより、爪体押圧装置の伸長時における固定治具の移動の直進性を確保している。 The drilling machine described in Patent Document 1 is provided with a fixing jig for fixing the tip of a guide cell which is a member for guiding the drilling unit in the front-rear direction. The fixing jig has a claw body portion at the tip thereof, which is a steel claw type, and has a structure in which the fixing jig is connected to a claw body pressing device composed of a hydraulic cylinder via a ball seat portion. In addition, the telescopic support rod holds the posture of the fixing jig, and the linear guide ensures the straightness of movement of the fixing jig when the claw body pressing device is extended.

そして、特許文献1に記載の削孔機によれば、固定治具が岩盤から離れないので、ガイドセル先端の拘束力を維持することができて削孔位置の精度が向上する。 According to the drilling machine described in Patent Document 1, since the fixing jig does not separate from the bedrock, the binding force at the tip of the guide cell can be maintained and the accuracy of the drilling position is improved.

特開2017−31744号公報JP-A-2017-31744

ここで、特許文献1に記載の削孔機を含め、削孔機には油圧駆動される複数の装置(油圧駆動装置)と、これらの装置を油圧で駆動するための油圧ユニットが設けられている。そのため、油圧ユニットをそれぞれの油圧駆動装置ごとに設けたのでは、配管等の構造が複雑になってしまう。 Here, including the drilling machine described in Patent Document 1, the drilling machine is provided with a plurality of hydraulically driven devices (hydraulic drive devices) and a hydraulic unit for hydraulically driving these devices. There is. Therefore, if the hydraulic unit is provided for each hydraulic drive device, the structure of piping and the like becomes complicated.

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、削孔機に設けられた油圧駆動装置を単一の油圧ユニットで駆動することが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made from the above-mentioned technical background, and an object of the present invention is to provide a technique capable of driving a hydraulic drive device provided in a drilling machine with a single hydraulic unit.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明の削孔機は、油圧装置で往復移動するドリフタの回転力と押圧力とで孔を形成する削孔手段と、前記削孔手段を支持するとともに、当該削孔手段の削孔方向への移動を案内する案内手段と、前記案内手段の先端に設置されるとともに第1の押圧手段が備えられ、当該案内手段を削孔面に固定する固定治具と、前記案内手段を駆動可能な状態で支持するとともに、敷地内を移動するための移動手段を備える車両本体と、前記固定治具を削孔面に押し付ける第2の押圧手段と、前記油圧装置、前記第1の押圧手段および前記第2の押圧手段を油圧で駆動する油圧ユニットとを有し、前記固定治具は、前記削孔面に押圧されて弾性変形可能なパッド、および前記パッドを保持する保持部を備えたパッド部と、前記パッド部の背後に設けられ、前記パッドが正面を向いた状態で進退移動するのをガイドするガイド部と、前記ガイド部の背後に設けられ、前記ガイド部を介して前記パッドを前記削孔面に押し付ける前記第1の押圧手段とを備え、前記油圧ユニットは、前記第1の押圧手段を作動させる蓄圧手段に圧油を供給するとともに、前記第2の押圧手段および前記油圧装置に切替手段を介して選択的に圧油を供給する油圧供給手段と、前記車両本体に設けられ、前記油圧供給手段を駆動する駆動手段とを備える、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the drilling machine of the present invention according to claim 1 comprises a drilling means for forming a hole by the rotational force and a pressing force of a drifter that reciprocates with a hydraulic device, and the drilling means. A guide means for supporting and guiding the movement of the drilling means in the drilling direction, and a first pressing means installed at the tip of the guide means are provided, and the guide means is fixed to the drilling surface. A vehicle body provided with a fixing jig to be driven, a moving means for supporting the guide means in a driveable state, and a second pressing means for pressing the fixing jig against a drilling surface. A pad having the hydraulic device, the first pressing means, and a hydraulic unit for hydraulically driving the second pressing means, and the fixing jig being pressed against the drilling surface and elastically deformable. A pad portion having a holding portion for holding the pad, a guide portion provided behind the pad portion and guiding the pad to move forward and backward in a state of facing the front, and behind the guide portion. The first pressing means provided and pressing the pad against the drilled surface via the guide portion is provided, and the hydraulic unit supplies pressure oil to the pressure accumulating means for operating the first pressing means. Along with this, a hydraulic supply means for selectively supplying pressure oil to the second pressing means and the hydraulic device via a switching means, and a driving means provided on the vehicle body for driving the hydraulic supply means are provided. , Characterized by.

本発明の油圧ユニットは、蓄圧手段で第1の押圧手段を作動させるとともに、第2の押圧手段および油圧装置に切替手段を介して選択的に圧油を供給するようにしているので、削孔機に設けられた複数の油圧駆動装置を単一の油圧ユニットで駆動することが可能になる。 In the hydraulic unit of the present invention, the first pressing means is operated by the pressure accumulating means, and the pressure oil is selectively supplied to the second pressing means and the hydraulic device via the switching means. It becomes possible to drive a plurality of hydraulic drive devices provided in the machine with a single hydraulic unit.

本発明の一実施の形態に係る削孔機の側面図である。It is a side view of the drilling machine which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の削孔機の平面図である。It is a top view of the drilling machine of FIG. 削孔時の図1の削孔機の正面図である。It is a front view of the drilling machine of FIG. 1 at the time of drilling. 図1の削孔機のガイドセルおよび削孔ユニットの拡大側面図である。It is an enlarged side view of the guide cell and the drilling unit of the drilling machine of FIG. 固定治具の要部断面図である。It is sectional drawing of the main part of a fixing jig. (a)は縮んだ状態の固定治具の要部断面図、(b)は伸びた状態の固定治具の要部断面図である。(A) is a cross-sectional view of a main part of the fixing jig in a contracted state, and (b) is a cross-sectional view of a main part of the fixing jig in an extended state. 図1の削孔機の油圧系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hydraulic system of the drilling machine of FIG. (a)は掘削工程中のトンネルを上方から見た断面図、(b)は図8(a)のトンネルを側面から見た断面図である。(A) is a cross-sectional view of the tunnel during the excavation process as viewed from above, and (b) is a cross-sectional view of the tunnel of FIG. 8 (a) as viewed from the side. (a),(b)は発破孔形成工程中の削孔機の説明図である。(A) and (b) are explanatory views of the drilling machine during the blasting hole forming process. 発破孔形成工程における掘削機の油圧系の出力波形図である。It is an output waveform diagram of the hydraulic system of the excavator in the blasting hole forming process. (a),(b)は図8に続く掘削工程中のトンネルを側面から見た断面図である。(A) and (b) are cross-sectional views of the tunnel during the excavation process following FIG. 8 as viewed from the side.

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments as an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the drawing for demonstrating the embodiment, the same constituent elements are in principle given the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

まず、本実施の形態の削孔機の全体構成について図1〜図4を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態に係る削孔機の側面図、図2は図1の削孔機の平面図、図3は削孔時の図1の削孔機の正面図、図4は図1の削孔機のガイドセルおよび削孔ユニットの拡大側面図である。 First, the overall configuration of the drilling machine of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. 1 is a side view of the drilling machine according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the drilling machine of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view and a view of the drilling machine of FIG. 1 at the time of drilling. 4 is an enlarged side view of the guide cell and the drilling unit of the drilling machine of FIG.

本実施の形態の削孔機1は、例えば、発破方式によるトンネルの掘削工事において岩盤等に爆薬を装填するための発破孔を削孔する装置であり、車両本体2と、ブーム3と、ガイドセル(案内手段)4と、削孔ユニット(削孔手段)5と、ケージ6とを備えている。特に限定されるものではないが、削孔機1としては、例えば、古河ロックドリルのJTH2RS−190EX(2ブーム、2ケージ)が使用されている。ただし、ここでは一例として、発破孔の削孔長を4mとするので、削孔機1のガイドセル4のフィード長を4040mmとした。 The drilling machine 1 of the present embodiment is, for example, a device for drilling a blasting hole for loading explosives into rock or the like in a tunnel excavation work by a blasting method, and is a device for drilling a blasting hole, a vehicle body 2, a boom 3, and a guide. It includes a cell (guidance means) 4, a drilling unit (drilling means) 5, and a cage 6. Although not particularly limited, as the drilling machine 1, for example, JTH2RS-190EX (2 booms, 2 cages) of Furukawa Rock Drill is used. However, here, as an example, since the drilling length of the blasting hole is 4 m, the feed length of the guide cell 4 of the drilling machine 1 is set to 4040 mm.

この削孔機1の車両本体2は、例えば、4つの車輪(移動手段)2aを有する四輪駆動式の車両で構成されている。これにより削孔機1は作業現場(敷地内)を自由に移動することが可能になっている。また、車両本体2の前輪の前方と後輪の後方にはそれぞれ2つ(合計4つ)の昇降ジャッキ2bが設置されている。削孔機1は、図3に示すように、削孔作業に際して昇降ジャッキ2bによって車輪2aが地面から離れる位置まで持ち上げられた状態で大地Gに固定されるようになっている。ただし、車両本体2は、四輪駆動式の車両に限定されるものではなく、例えば、キャタピラ式の車両を用いてもよい。 The vehicle body 2 of the drilling machine 1 is composed of, for example, a four-wheel drive vehicle having four wheels (moving means) 2a. As a result, the drilling machine 1 can freely move around the work site (on the premises). In addition, two elevating jacks 2b (four in total) are installed in front of the front wheels and behind the rear wheels of the vehicle body 2. As shown in FIG. 3, the drilling machine 1 is fixed to the ground G in a state where the wheels 2a are lifted to a position away from the ground by the elevating jack 2b during the drilling operation. However, the vehicle body 2 is not limited to the four-wheel drive type vehicle, and for example, a caterpillar type vehicle may be used.

この車両本体2の前方部(削孔機1の前進方向部分)には、例えば、2つのブーム3が上下左右方向に移動可能な状態で機械的に接続されている。ブーム3は、ガイドセル4を支持するとともに、ガイドセル4の上下方向および左右方向の角度を変える機構部である。 For example, two booms 3 are mechanically connected to the front portion of the vehicle body 2 (the portion in the forward direction of the drilling machine 1) so as to be movable in the vertical and horizontal directions. The boom 3 is a mechanism that supports the guide cell 4 and changes the vertical and horizontal angles of the guide cell 4.

ブーム3に支持されたガイドセル4は、削孔ユニット5を前後方向に案内する部材であり、支持体4aと、先端固定治具(以下、固定治具という)4bと、セル押圧装置(第2の押圧手段)4cとを備えている。 The guide cell 4 supported by the boom 3 is a member that guides the drilling unit 5 in the front-rear direction, and includes a support body 4a, a tip fixing jig (hereinafter referred to as a fixing jig) 4b, and a cell pressing device (the first). 2 pressing means) 4c is provided.

固定治具4bは、フィード圧作用時(削孔時)においてもガイドセル4の先端を岩盤等の削孔面に押し付けて固定することが可能なようにする装置であり、支持体4aの先端に装着されている。ここでは2つのガイドセル4の先端の各々に固定治具4bを装着した場合について説明したが、1つのガイドセル4の先端のみに固定治具を装着してもよい。なお、固定治具4bの構成については後ほど詳細に説明する。 The fixing jig 4b is a device that enables the tip of the guide cell 4 to be pressed against a drilling surface such as a bedrock to be fixed even when a feed pressure is applied (during drilling), and is a device that enables the tip of the support 4a to be fixed. It is attached to. Here, the case where the fixing jig 4b is attached to each of the tips of the two guide cells 4 has been described, but the fixing jig may be attached only to the tips of one guide cell 4. The configuration of the fixing jig 4b will be described in detail later.

セル押圧装置4cは、フィード圧作用前にガイドセル4の先端(すなわち、固定治具4b)を岩盤等の削孔面に押し付け固定する押圧手段であり、支持体4aの下部に装着されている。セル押圧装置4cは、例えば、油圧ジャッキにより構成されており、車両本体2に設置された油圧ユニット(図1〜図4には図示せず)に機械的に接続されている。この油圧ユニットについては後ほど図7を用いて詳細に説明する。 The cell pressing device 4c is a pressing means for pressing and fixing the tip of the guide cell 4 (that is, the fixing jig 4b) against a drilled surface such as a bedrock before the feed pressure action, and is attached to the lower part of the support 4a. .. The cell pressing device 4c is composed of, for example, a hydraulic jack, and is mechanically connected to a hydraulic unit (not shown in FIGS. 1 to 4) installed in the vehicle body 2. This hydraulic unit will be described in detail later with reference to FIG. 7.

このガイドセル4には、上述したように削孔ユニット5が前後方向に移動可能な状態で支持されている。削孔ユニット5は、岩盤等に発破孔を削孔する削孔手段であり、車両本体2から離間する方向に沿って順に、ドリフタ5aと、削孔ロッド5bと、削孔ビット5cとを機械的に直列に接続した状態で備えている。 As described above, the hole drilling unit 5 is supported in the guide cell 4 in a state where it can move in the front-rear direction. The drilling unit 5 is a drilling means for drilling a blasting hole in a bedrock or the like, and a drifter 5a, a drilling rod 5b, and a drilling bit 5c are machined in this order along a direction away from the vehicle body 2. It is provided in a state where it is connected in series.

ドリフタ5aは、油圧式の駆動手段であり、削孔ロッド5bおよび削孔ビット5cに対して回転力および打撃力を与えるとともに、ガイドセル4に沿って往復運動することが可能になっている。ドリフタ5aによる回転力は、内蔵のモータにより、打撃力は、内蔵のピストンにより与えられる。また、ドリフタ5aの前進移動によりフィード圧(削孔ビット5cを岩盤に押し付ける圧力)が与えられる。ドリフタ5aを往復運動させる油圧装置は、例えば、油圧シリンダ等からなり、ガイドセル4のセル押圧装置4cに油圧を供給する油圧ユニット(図1〜図4には図示せず)に機械的に接続されている。特に限定されるものではないが、ドリフタ5aとしては、例えば、HD190が使用されている。また、ドリフタ5aのフィード圧は、例えば、CI級の岩盤における最大レベルと考えられる10〜12MPaを基本とされている。 The drifter 5a is a hydraulic driving means, and is capable of applying a rotational force and a striking force to the drilling rod 5b and the drilling bit 5c and reciprocating along the guide cell 4. The rotational force of the drifter 5a is given by the built-in motor, and the striking force is given by the built-in piston. Further, the feed pressure (pressure for pressing the drilling bit 5c against the bedrock) is applied by the forward movement of the drifter 5a. The hydraulic device for reciprocating the drifter 5a is composed of, for example, a hydraulic cylinder or the like, and is mechanically connected to a hydraulic unit (not shown in FIGS. 1 to 4) that supplies hydraulic pressure to the cell pressing device 4c of the guide cell 4. Has been done. Although not particularly limited, HD190 is used as the drifter 5a, for example. The feed pressure of the drifter 5a is based on, for example, 10 to 12 MPa, which is considered to be the maximum level in CI-class rock mass.

削孔ロッド5bは、ドリフタ5aからの回転力と押圧力とを削孔ビット5cに伝達する部材であり、例えば、現場で一般に多用されている32六角ロッドが使用されている。削孔ビット5cは、回転した状態で岩盤等に押し付けられ岩盤等を掘削する部材であり、例えば、現場で一般に多用されているφ45のボタンビットが使用されている。 The drilling rod 5b is a member that transmits the rotational force and pressing force from the drifter 5a to the drilling bit 5c. For example, a 32 hexagonal rod that is widely used in the field is used. The drilling bit 5c is a member that is pressed against a bedrock or the like in a rotated state to excavate the bedrock or the like. For example, a φ45 button bit that is widely used in the field is used.

次に、上記した固定治具4bの構成例について図5および図6を参照して説明する。ここで、図5は固定治具の要部断面図、図6は固定治具の伸長動作を示す断面図である。 Next, a configuration example of the fixing jig 4b described above will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Here, FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the fixing jig, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing an extension operation of the fixing jig.

固定治具4bは、相互にユニット化されたパッド部10、ガイド部11、パッド押圧装置(第1の押圧手段)12および筐体部13を備えている。 The fixing jig 4b includes a pad portion 10, a guide portion 11, a pad pressing device (first pressing means) 12, and a housing portion 13 that are mutually unitized.

パッド部10は、パッド10aと、このパッド10aを保持する保持部10bとを備えている。 The pad portion 10 includes a pad 10a and a holding portion 10b for holding the pad 10a.

パッド10aは、削孔時に岩盤の掘削面に当接されて岩盤に対して押圧力(押し付け荷重)を伝える部材である。パッド10aには、削孔機のガイドセルの先端に取り付けられている一般的なゴム製のフードパッドが用いられており、削孔面に押圧されて弾性変形が可能になっている。なお、本実施の形態では、フードパッドの外周を面取りして先端の面積を小さくし、岩盤の削孔面に接触した際の偏荷重の影響を軽減している。なお、パッド10aは、弾性変形可能になっている限り、様々な部材を適用することができ、本実施の形態に示すものに限定されない。 The pad 10a is a member that comes into contact with the excavated surface of the rock during drilling and transmits a pressing force (pressing load) to the rock. As the pad 10a, a general rubber hood pad attached to the tip of the guide cell of the drilling machine is used, and the pad 10a is pressed against the drilling surface to enable elastic deformation. In the present embodiment, the outer circumference of the hood pad is chamfered to reduce the area of the tip to reduce the influence of the eccentric load when it comes into contact with the drilled surface of the bedrock. As long as the pad 10a is elastically deformable, various members can be applied, and the pad 10a is not limited to the one shown in the present embodiment.

保持部10bはパッド10aの後部外周を囲むようにして当該パッド10aを保持する金属製の部材であり、背面には略円筒状のスリーブ10cが取り付けられている。なお、スリーブ10cについては後ほど説明する。 The holding portion 10b is a metal member that holds the pad 10a so as to surround the outer periphery of the rear portion of the pad 10a, and a substantially cylindrical sleeve 10c is attached to the back surface. The sleeve 10c will be described later.

ガイド部11は、パッド部10の背後に設けられており、パッド10aが正面を向いた状態で進退移動するのをガイドする部材であり、筐体部13に固定されたライナ11aと、このライナ11a内を摺動する本体部11bとを備えている。本体部11bは、先端部が保持部10bに固定され、後端部がパッド押圧装置12のプランジャ12a(後述する)に固定されており、プランジャ12aの出没によりライナ11a内を摺動してパッド部10を進退移動させる。 The guide portion 11 is provided behind the pad portion 10 and is a member that guides the pad 10a to move forward and backward while facing the front. The liner 11a fixed to the housing portion 13 and this liner It is provided with a main body portion 11b that slides in 11a. The front end of the main body 11b is fixed to the holding portion 10b, the rear end is fixed to the plunger 12a (described later) of the pad pressing device 12, and the pad slides in the liner 11a due to the appearance of the plunger 12a. Move the part 10 forward and backward.

パッド押圧装置12は、フィード圧作用時(削孔時)においても固定治具4bが岩盤を押し付ける荷重を常に一定になるようにするための押圧手段であり、筐体部13内に収容されて設けられている。パッド押圧装置12は、例えば油圧シリンダにより構成されており、油圧によりシリンダチューブ12b内を摺動するピストン(図示せず)と、ピストンに取り付けられてシリンダチューブ12bから出没する前述のプランジャ12aとを備えている。 The pad pressing device 12 is a pressing means for keeping the load of the fixing jig 4b pressing against the bedrock always constant even when the feed pressure is applied (during drilling), and is housed in the housing portion 13. It is provided. The pad pressing device 12 is composed of, for example, a hydraulic cylinder, and includes a piston (not shown) that slides in the cylinder tube 12b by flood control and the above-mentioned plunger 12a that is attached to the piston and appears and disappears from the cylinder tube 12b. I have.

したがって、筐体部13内には、前述したパッド押圧装置12に加えて、当該パッド押圧装置12に対して圧油を給排するための給排ポート12cも収容されている。なお、給排ポート12cからパッド押圧装置12を駆動するためのアキュムレータAC(後述する)に至る管路は、筐体部13内および支持体4a内に配置されて外部衝撃から保護されている。 Therefore, in addition to the pad pressing device 12 described above, the housing portion 13 also houses a supply / discharge port 12c for supplying / discharging pressure oil to the pad pressing device 12. The pipeline from the supply / discharge port 12c to the accumulator AC (described later) for driving the pad pressing device 12 is arranged in the housing portion 13 and the support 4a to protect it from external impact.

また、図示するように、筐体部13は取付プレート(取付部材)14を介して支持体4aの先端に取り付けられている。すなわち、前述のように、パッド部10、ガイド部11、パッド押圧装置12および筐体部13が相互にユニット化されて固定治具4bを構成していることから、固定治具4bが取付プレート14を介してガイドセル4の先端に設置されている。 Further, as shown in the figure, the housing portion 13 is attached to the tip of the support 4a via the attachment plate (attachment member) 14. That is, as described above, since the pad portion 10, the guide portion 11, the pad pressing device 12, and the housing portion 13 are unitized with each other to form the fixing jig 4b, the fixing jig 4b is a mounting plate. It is installed at the tip of the guide cell 4 via 14.

そして、このように、パッド押圧装置12および給排ポート12cを筐体部13内に収容したことにより、掘削時に岩盤が落下してきた場合であっても、衝撃に弱いこれらパッド押圧装置12や給排ポート12cが筐体部13によって保護されることから、不具合の発生が未然に防止される。 By accommodating the pad pressing device 12 and the supply / discharge port 12c in the housing portion 13 in this way, even if the bedrock falls during excavation, the pad pressing device 12 and the supply / discharge device 12 that are vulnerable to impact are supplied. Since the exhaust port 12c is protected by the housing portion 13, the occurrence of defects can be prevented.

また、パッド部10、ガイド部11、パッド押圧装置12および筐体部13を相互にユニット化して固定治具4bを構成したことにより、取付プレート14を用いるだけで、固定治具4bをガイドセル4の先端に容易に設置することが可能になっている。 Further, since the pad portion 10, the guide portion 11, the pad pressing device 12, and the housing portion 13 are unitized with each other to form the fixing jig 4b, the fixing jig 4b can be used as a guide cell only by using the mounting plate 14. It can be easily installed at the tip of 4.

パッド押圧装置12のプランジャ12aの先端部は、前述したように、ガイド部11を構成する本体部11bの後端部に固定されている。パッド押圧装置12において、最大荷重は、例えば50kN、プランジャ12aのストロークは、例えば50mmである。このパッド押圧装置12は、蓄圧手段であるアキュムレータACにより作動するようになっており、上記したセル押圧装置4cやドリフタ5aのフィード圧を設定するための油圧ユニットの一部を構成している。 As described above, the tip end portion of the plunger 12a of the pad pressing device 12 is fixed to the rear end portion of the main body portion 11b constituting the guide portion 11. In the pad pressing device 12, the maximum load is, for example, 50 kN, and the stroke of the plunger 12a is, for example, 50 mm. The pad pressing device 12 is operated by an accumulator AC which is a pressure accumulator means, and constitutes a part of a hydraulic unit for setting a feed pressure of the cell pressing device 4c and the drifter 5a described above.

そして、掘削面に押圧されて図6(a)に示すように後退位置にあるパッド部10は、掘削面に対する押圧力が弱まってシリンダチューブ12b内の圧力が減少すると、アキュムレータACから作動液である油が供給されてプランジャ12aを突出させるようにピストンが摺動する。これにより、図6(b)に示すように、ガイド部11の本体部11bがライナ11a内を摺動するとともに、保持部10bの背面に取り付けられたスリーブ10cがライナ11aの外周を摺動して、パッド部10が前進する。 Then, when the pad portion 10 pressed against the excavation surface and in the retracted position as shown in FIG. 6A becomes weaker in pressing force against the excavation surface and the pressure in the cylinder tube 12b decreases, the accumulator AC uses the hydraulic fluid. The piston slides so that a certain oil is supplied and the plunger 12a is projected. As a result, as shown in FIG. 6B, the main body 11b of the guide portion 11 slides in the liner 11a, and the sleeve 10c attached to the back surface of the holding portion 10b slides on the outer periphery of the liner 11a. Then, the pad portion 10 moves forward.

なお、スリーブ10cは必ずしも設けられていなくてもよい。但し、ライナ11aと本体部11bとによってもパッド部10の進退機構の構造的な強化を図ることができるが、スリーブ10cが設けられていれば、より一層の強化を図ることができる。 The sleeve 10c does not necessarily have to be provided. However, the liner 11a and the main body 11b can also structurally strengthen the advancing / retreating mechanism of the pad portion 10, but if the sleeve 10c is provided, the pad portion 10 can be further strengthened.

次に、本実施の形態の削孔機1を構成する油圧系について図7を参照して説明する。図7は図1の削孔機の油圧系の概略構成図である。 Next, the hydraulic system constituting the drilling machine 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the hydraulic system of the drilling machine of FIG.

図7に示すように、本実施の形態の削孔機1では、油圧ユニットUおよび制御部Cを有している。油圧ユニットUは、ガイドセル用のセル押圧装置4c、フィード圧用のドリフタ5aを往復移動させる油圧装置5d、および固定治具4bのパッド押圧装置12を駆動する油圧ユニットである。また、制御部Cは、削孔機1の電気的な制御を行う装置である。 As shown in FIG. 7, the drilling machine 1 of the present embodiment has a hydraulic unit U and a control unit C. The hydraulic unit U is a hydraulic unit that drives a cell pressing device 4c for a guide cell, a hydraulic device 5d for reciprocating a drifter 5a for feed pressure, and a pad pressing device 12 for a fixing jig 4b. Further, the control unit C is a device that electrically controls the drilling machine 1.

ここで、油圧ユニットUは、エンジン(駆動手段)E、油圧ポンプ(油圧供給手段)P、バルブ(切換手段)Vおよびアキュムレータ(蓄圧手段)ACを備えている。 Here, the hydraulic unit U includes an engine (driving means) E, a hydraulic pump (hydraulic supply means) P, a valve (switching means) V, and an accumulator (accumulation means) AC.

エンジンEは、削孔機1の車輪2aを駆動する装置であり、車両本体2に設けられている。このエンジンEの駆動により油圧ポンプPが作動する構成になっている。 The engine E is a device for driving the wheels 2a of the drilling machine 1, and is provided on the vehicle body 2. The hydraulic pump P is operated by driving the engine E.

油圧ポンプPは、エンジンEによって作動すると油圧タンク(図示せず)から作動油を吸い上げて圧油を生成する装置である。この油圧ポンプPは、バルブVを介してセル押圧装置4cおよび油圧装置5dに接続されるとともに、アキュムレータACおよびパッド押圧装置12に接続されている。 The hydraulic pump P is a device that, when operated by the engine E, sucks hydraulic oil from a hydraulic tank (not shown) to generate pressure oil. The hydraulic pump P is connected to the cell pressing device 4c and the hydraulic device 5d via the valve V, and is also connected to the accumulator AC and the pad pressing device 12.

バルブVは、油圧ポンプPで生成された圧油を、セル押圧装置4cまたは油圧装置5dのいずれか一方に供給する方向切換バルブである。バルブVの切換動作は制御部Cによって制御される。 The valve V is a direction switching valve that supplies the pressure oil generated by the hydraulic pump P to either the cell pressing device 4c or the hydraulic device 5d. The switching operation of the valve V is controlled by the control unit C.

また、前述のように、アキュムレータACは、油圧ポンプPで生成された圧油の供給を受けてパッド押圧装置12を作動させる。 Further, as described above, the accumulator AC operates the pad pressing device 12 by receiving the supply of the pressure oil generated by the hydraulic pump P.

このように本実施の形態においては、セル押圧装置4cおよび油圧装置5dに油圧ポンプPから圧油を供給して直接作動させるとともに、アキュムレータACに油圧ポンプPから圧油を供給して当該アキュムレータACを介してパッド押圧装置12を間接的に作動させている。これにより、単一の油圧ユニットUにより、つまり複数の油圧ユニットを設けることなく、セル押圧装置4cおよび油圧装置5dに対する適正な作動圧と、パッド押圧装置12に対する適正な作動圧(セル押圧装置4cおよび油圧装置5dとは異なる作動圧)とが得られるので、油圧回路を簡素化することができる。 As described above, in the present embodiment, the pressure oil is supplied from the hydraulic pump P to the cell pressing device 4c and the hydraulic device 5d to operate directly, and the pressure oil is supplied from the hydraulic pump P to the accumulator AC to operate the accumulator AC. The pad pressing device 12 is indirectly operated via the pad pressing device 12. As a result, an appropriate operating pressure for the cell pressing device 4c and the hydraulic device 5d and an appropriate operating pressure for the pad pressing device 12 (cell pressing device 4c) by a single hydraulic unit U, that is, without providing a plurality of hydraulic units. And the operating pressure is different from that of the hydraulic device 5d), so that the hydraulic circuit can be simplified.

次に、発破方式によるトンネルの掘削方法の一例について図8〜図11を参照して説明する。図8(a)は掘削工程中のトンネルを上方から見た断面図、図8(b)は図8(a)のトンネルを側面から見た断面図、図9(a),(b)は発破孔形成工程中の削孔機の説明図、図10は発破孔形成工程における掘削機の油圧系の出力波形図、図11(a),(b)は図8に続く掘削工程中のトンネルを側面から見た断面図である。なお、図10において、符号t1は、フィード圧の作用開始(削孔開始)の時刻である。また、符号W1はガイドセル4のセル押圧装置4cの出力波形、符号W2は油圧装置5dの出力波形、符号W3はパッド押圧装置12の出力波形である。 Next, an example of a tunnel excavation method by the blasting method will be described with reference to FIGS. 8 to 11. 8 (a) is a cross-sectional view of the tunnel during the excavation process as viewed from above, FIG. 8 (b) is a cross-sectional view of the tunnel of FIG. 8 (a) as viewed from the side, and FIGS. 9 (a) and 9 (b) are. Explanatory drawing of the drilling machine during the blasting hole forming process, FIG. 10 is an output waveform diagram of the hydraulic system of the excavator in the blasting hole forming process, and FIGS. 11 (a) and 11 (b) are tunnels during the excavation process following FIG. Is a cross-sectional view seen from the side. In FIG. 10, reference numeral t1 is a time at which the action of the feed pressure starts (drilling starts). Further, reference numeral W1 is an output waveform of the cell pressing device 4c of the guide cell 4, reference numeral W2 is an output waveform of the hydraulic device 5d, and reference numeral W3 is an output waveform of the pad pressing device 12.

まず、図8に示すように、削孔機1をトンネルT内の切羽の岩盤Sの近くまで走行させた後、削孔機1の昇降ジャッキ2bを伸ばして削孔機1を固定する。続いて、削孔機1のブーム3の角度や伸びを調節することにより、ガイドセル4を所定の位置に移動する。 First, as shown in FIG. 8, after the drilling machine 1 is driven close to the bedrock S of the face in the tunnel T, the elevating jack 2b of the drilling machine 1 is extended to fix the drilling machine 1. Subsequently, the guide cell 4 is moved to a predetermined position by adjusting the angle and elongation of the boom 3 of the drilling machine 1.

次いで、図9(a)および図10の波形W1に示すように、削孔機1の油圧ユニットUからガイドセル4の下部のセル押圧装置4cに圧油を供給することによりセル押圧装置4cを伸ばしてガイドセル4の先端の固定治具4bを切羽の岩盤Sに押し当てる。すなわち、図9(a)に示すように、セル押圧装置4cからの圧力F1で、ガイドセル4の先端の固定治具4bに設けられたパッド10aを岩盤Sに押し付け、当該岩盤Sの形状に沿って弾性変形させて固定する。この際、セル押圧装置4cの圧力を、例えば20MPa(削孔機1の最大値)までに上昇させる。 Next, as shown in the waveform W1 of FIG. 9A and FIG. 10, the cell pressing device 4c is pressed by supplying pressure oil from the hydraulic unit U of the drilling machine 1 to the cell pressing device 4c at the lower part of the guide cell 4. It is extended and the fixing jig 4b at the tip of the guide cell 4 is pressed against the bedrock S of the face. That is, as shown in FIG. 9A, the pad 10a provided on the fixing jig 4b at the tip of the guide cell 4 is pressed against the bedrock S by the pressure F1 from the cell pressing device 4c to form the shape of the bedrock S. It is elastically deformed along and fixed. At this time, the pressure of the cell pressing device 4c is increased to, for example, 20 MPa (the maximum value of the drilling machine 1).

続いて、図9(b)および図10の時刻t1の波形W1,W2に示すように、発破孔の削孔のために、油圧ユニットUからのセル押圧装置4cに対する油圧回路を閉じる(バルブVによりセル押圧装置4cに対する圧油の供給を閉じる)とともに、油圧ユニットUからの油圧装置5dに対する油圧回路を開く(バルブVにより油圧装置5dに対する圧油を供給する)ことにより、削孔ビット5cを所定のフィード圧で岩盤Sに押し当てて岩盤Sに発破孔Hを削孔する。 Subsequently, as shown in the waveforms W1 and W2 at time t1 in FIGS. 9 (b) and 10, the hydraulic circuit from the hydraulic unit U to the cell pressing device 4c is closed (valve V) for drilling the rupture hole. Closes the supply of pressure oil to the cell pressing device 4c) and opens the hydraulic circuit for the hydraulic device 5d from the hydraulic unit U (supplyes the pressure oil to the hydraulic device 5d by the valve V) to open the drilling bit 5c. A rupture hole H is drilled in the bedrock S by pressing it against the bedrock S with a predetermined feed pressure.

ここで、セル押圧装置4cに対する油圧の供給を閉じると、油圧が2MPa程度まで低下するため、ガイドセル4の先端が岩盤Sから離れて拘束力が無くなるため、削孔ビット5cが削孔位置に拘束された状態でガイドセル4が左右または上下に動いてしまう結果、削孔ビット5cを支持する削孔ロッド5bが曲がり、発破孔の削孔位置が目標位置からずれてしまう。 Here, when the supply of the oil pressure to the cell pressing device 4c is closed, the oil pressure drops to about 2 MPa, so that the tip of the guide cell 4 is separated from the bedrock S and the binding force is lost, so that the drilling bit 5c is moved to the drilling position. As a result of the guide cell 4 moving left and right or up and down in the restrained state, the drilling rod 5b supporting the drilling bit 5c bends, and the drilling position of the blasting hole deviates from the target position.

このようにセル押圧装置4cによるガイドセル4の先端の拘束力が無くなったとき、本実施の形態においては、パッド部10における岩盤Sに対する押圧力が弱まってシリンダチューブ12b内の圧力が減少する。すると、図9(b)および図10の時刻t1の波形W3に示すように、アキュムレータACから固定治具4bのパッド押圧装置12に対して圧油が供給され、パッド押圧装置12の油圧が例えば20MPaまで増加してピストンが摺動してプランジャ12aが突出し、パッド部10が前進してパッド10aが切羽の岩盤Sに押し当てられる。 When the binding force on the tip of the guide cell 4 by the cell pressing device 4c is lost in this way, in the present embodiment, the pressing force on the bedrock S in the pad portion 10 is weakened and the pressure in the cylinder tube 12b is reduced. Then, as shown in the waveform W3 at time t1 in FIGS. 9 (b) and 10, pressure oil is supplied from the accumulator AC to the pad pressing device 12 of the fixing jig 4b, and the oil pressure of the pad pressing device 12 becomes, for example. The increase to 20 MPa causes the piston to slide, the plunger 12a to protrude, the pad portion 10 to move forward, and the pad 10a to be pressed against the bedrock S of the face.

すなわち、図9(b)に示すように、固定治具4bのパッド押圧装置12からの圧力F2でガイドセル4の先端の固定治具4bに設けられたパッド10aが岩盤Sに押し付けられ、当該岩盤Sの形状に沿って弾性変形して固定される。これにより、削孔時にガイドセル4の固定治具4bの位置を固定することができるので、削孔時におけるガイドセル4の変位を抑制または防止することができる。このため、発破孔の削孔位置精度を向上させることができる。 That is, as shown in FIG. 9B, the pad 10a provided on the fixing jig 4b at the tip of the guide cell 4 is pressed against the bedrock S by the pressure F2 from the pad pressing device 12 of the fixing jig 4b. It is elastically deformed and fixed along the shape of the bedrock S. As a result, the position of the fixing jig 4b of the guide cell 4 can be fixed at the time of drilling, so that the displacement of the guide cell 4 at the time of drilling can be suppressed or prevented. Therefore, the accuracy of the drilling position of the blasting hole can be improved.

そして、本実施の形態では、ガイドセル4を削孔面に固定するための固定治具4bとして、岩盤S(削孔面)に押圧されて弾性変形して削孔時の衝撃を緩和するパッド10aを有するパッド部10を備えており、当該パッド部10がガイド部11を介してパッド押圧装置12に直結されている。したがって、固定治具4bの強度の向上を図ることができ、押し付けた岩盤等が固い場合であっても強度不足で固定治具4bが損傷してしまうリスクが軽減される。 Then, in the present embodiment, as a fixing jig 4b for fixing the guide cell 4 to the drilling surface, a pad that is pressed against the bedrock S (drilling surface) and elastically deforms to alleviate the impact at the time of drilling. A pad portion 10 having 10a is provided, and the pad portion 10 is directly connected to the pad pressing device 12 via a guide portion 11. Therefore, the strength of the fixing jig 4b can be improved, and the risk of damage to the fixing jig 4b due to insufficient strength is reduced even when the pressed rock or the like is hard.

なお、発破孔の削孔のために削孔ビット5cのフィード圧を増加させるとガイドセル4が後方に移動して、固定治具4bのパッド押圧装置12の押圧力が低下する場合がある。その場合もアキュムレータACから瞬時に固定治具4bのパッド押圧装置12に対して圧油が送られ、パッド押圧装置12のプランジャ12aのストロークを伸ばすことにより、ガイドセル4の先端の固定状態を維持することができる。 If the feed pressure of the drilling bit 5c is increased for drilling the blasting hole, the guide cell 4 may move backward and the pressing pressure of the pad pressing device 12 of the fixing jig 4b may decrease. Even in that case, pressure oil is instantly sent from the accumulator AC to the pad pressing device 12 of the fixing jig 4b, and the stroke of the plunger 12a of the pad pressing device 12 is extended to maintain the fixed state of the tip of the guide cell 4. can do.

さて、このようにして岩盤Sに発破孔Hを削孔した後、その発破孔H内に爆薬を仕掛けた後、図11(a)に示すように、爆薬を爆破することにより、図10(b)に示すように、トンネルTを掘削する。この際、本実施の形態によれば、発破孔の削孔位置精度を向上させることができるので、削孔位置精度の確保が難しい長孔発破であっても安定した発破を実現することができる。このため、例えば、B〜CI級相当の硬い岩盤であっても効率的にトンネルTを掘削することができるので、トンネルTの掘削工期を短縮することができる。 By the way, after drilling a blasting hole H in the bedrock S in this way, an explosive is placed in the blasting hole H, and then the explosive is blown up as shown in FIG. As shown in b), the tunnel T is excavated. At this time, according to the present embodiment, since the drilling position accuracy of the blasting hole can be improved, stable blasting can be realized even for long hole blasting where it is difficult to secure the drilling position accuracy. .. Therefore, for example, the tunnel T can be efficiently excavated even if the rock mass is equivalent to B to CI class, so that the excavation period of the tunnel T can be shortened.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, the embodiments disclosed in the present specification are exemplary in all respects and are limited to the disclosed techniques. It's not a thing. That is, the technical scope of the present invention is not limitedly interpreted based on the description in the above-described embodiment, but should be interpreted according to the description of the claims, and the scope of claims. All changes are included as long as they do not deviate from the description technology and the technology equivalent to the above and the gist of the claims.

例えば、前記実施の形態においては、2ブーム、2ケージの削孔機を用いた場合について説明したが、ブームの数やケージの数は、これに限定されるものではなく種々変更可能である。 For example, in the above-described embodiment, the case where a two-boom, two-cage drilling machine is used has been described, but the number of booms and the number of cages are not limited to this, and can be variously changed.

以上のように、前記実施の形態においては、本発明に係る削孔機を、発破孔の削孔機に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく種々適用可能であり、例えば、アンカ打設用の孔を削孔する削孔機にも適用することができる。 As described above, in the above-described embodiment, the case where the drilling machine according to the present invention is applied to the drilling machine for blasting holes has been described, but the present invention is not limited to this, and various applications are possible. For example, it can be applied to a drilling machine for drilling holes for anchoring.

1 削孔機
2 車両本体
3 ブーム
4 ガイドセル(案内手段)
4a 支持体
4b 先端固定治具(固定治具)
4c セル押圧装置(第2の押圧手段)
5 削孔ユニット(削孔手段)
5a ドリフタ
5b 削孔ロッド
5c 削孔ビット
5d 油圧装置
6 ケージ
10 パッド部
10a パッド
10b 保持部
10c スリーブ
11 ガイド部
11a ライナ
11b 本体部
12 パッド押圧装置(第1の押圧手段)
12a プランジャ
12b シリンダチューブ
12c 給排ポート
13 筐体部
14 取付プレート(取付部材)
AC アキュムレータ(蓄圧手段)
C 制御部
E エンジン(駆動手段)
G 大地
H 発破孔
P 油圧ポンプ(油圧供給手段)
S 岩盤
U 油圧ユニット
V バルブ(切換手段)
1 Drilling machine 2 Vehicle body 3 Boom 4 Guide cell (guidance means)
4a Support 4b Tip fixing jig (fixing jig)
4c cell pressing device (second pressing means)
5 Drilling unit (drilling means)
5a Drifter 5b Drilling rod 5c Drilling bit 5d Hydraulic device 6 Cage 10 Pad part 10a Pad 10b Holding part 10c Sleeve 11 Guide part 11a Liner 11b Main body part 12 Pad pressing device (first pressing means)
12a Plunger 12b Cylinder tube 12c Supply / discharge port 13 Housing unit 14 Mounting plate (mounting member)
AC accumulator (accumulation means)
C Control unit E Engine (driving means)
G Earth H Blasting hole P Hydraulic pump (hydraulic supply means)
S bedrock U hydraulic unit V valve (switching means)

Claims (1)

油圧装置で往復移動するドリフタの回転力と押圧力とで孔を形成する削孔手段と、
前記削孔手段を支持するとともに、当該削孔手段の削孔方向への移動を案内する案内手段と、
前記案内手段の先端に設置されるとともに第1の押圧手段が備えられ、当該案内手段を削孔面に固定する固定治具と、
前記案内手段を駆動可能な状態で支持するとともに、敷地内を移動するための移動手段を備える車両本体と、
前記固定治具を削孔面に押し付ける第2の押圧手段と、
前記油圧装置、前記第1の押圧手段および前記第2の押圧手段を油圧で駆動する油圧ユニットとを有し、
前記固定治具は、
前記削孔面に押圧されて弾性変形可能なパッド、および前記パッドを保持する保持部を備えたパッド部と、
前記パッド部の背後に設けられ、前記パッドが正面を向いた状態で進退移動するのをガイドするガイド部と、
前記ガイド部の背後に設けられ、前記ガイド部を介して前記パッドを前記削孔面に押し付ける前記第1の押圧手段とを備え、
前記油圧ユニットは、
前記第1の押圧手段を作動させる蓄圧手段に圧油を供給するとともに、前記第2の押圧手段および前記油圧装置に切替手段を介して選択的に圧油を供給する油圧供給手段と、
前記車両本体に設けられ、前記油圧供給手段を駆動する駆動手段とを備える、
ことを特徴とする削孔機。
A drilling means for forming a hole by the rotational force and pressing force of a drifter that reciprocates with a hydraulic device,
A guide means that supports the drilling means and guides the movement of the drilling means in the drilling direction, and
A fixing jig installed at the tip of the guide means and provided with a first pressing means to fix the guide means to the drilling surface,
A vehicle body that supports the guiding means in a driveable state and is provided with a moving means for moving within the site.
A second pressing means for pressing the fixing jig against the drilling surface, and
It has the hydraulic device, the first pressing means, and a hydraulic unit for hydraulically driving the second pressing means.
The fixing jig is
A pad that is elastically deformable by being pressed against the drilled surface, a pad portion that has a holding portion that holds the pad, and a pad portion that holds the pad.
A guide portion provided behind the pad portion to guide the pad to move forward and backward while facing the front, and a guide portion.
The first pressing means provided behind the guide portion and pressing the pad against the drilling surface via the guide portion is provided.
The hydraulic unit is
A hydraulic supply means for supplying pressure oil to the pressure accumulating means for operating the first pressing means and selectively supplying pressure oil to the second pressing means and the hydraulic device via a switching means.
It is provided in the vehicle body and includes a drive means for driving the hydraulic control means.
A drilling machine characterized by that.
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