KR102381812B1 - Rock Drilling Apparatus For Vertical Circular Excavation - Google Patents

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Abstract

수직 원형 굴착 작업을 위해 다수의 발파공을 천공하는 작업을 안정적이고 효율적으로 수행할 수 있도록 구성된 천공 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치는, 다수의 지지대에 의해 지면에 안착되도록 구성된 본체부; 상기 본체부에 대해 수직으로 설치된 중심 기둥; 상기 중심 기둥의 축을 중심으로 상기 본체부에 대해 회전 가능하고, 상기 중심 기둥을 따라 상하로 슬라이딩하도록 설치된 승강부; 상기 승강부의 수평 방향 양측에 배치된 힌지를 중심으로 대칭적으로 스윙 동작하도록 설치되고, 각각 길이 방향으로 신장 및 수축하도록 구성된 한 쌍의 신축붐; 및 상기 한 쌍의 신축붐 각각의 말단부에 각도 조절부를 통해 지면에 대한 각도 조절이 가능하도록 설치된 한 쌍의 착암기 유닛;을 포함하여 구성된다. A drilling device configured to reliably and efficiently perform drilling a plurality of blast holes for a vertical circular excavation operation is provided. Drilling apparatus for vertical circular excavation according to the present invention, the body portion configured to be seated on the ground by a plurality of supports; a central pillar vertically installed with respect to the main body; a lifting unit rotatable with respect to the body part about the axis of the central pillar, and installed to slide up and down along the central pillar; A pair of telescopic booms installed to swing symmetrically around the hinges disposed on both sides of the elevating unit in the horizontal direction, and configured to extend and contract in the longitudinal direction, respectively; and a pair of rock drilling units installed to enable angle adjustment with respect to the ground through an angle adjusting unit at the distal end of each of the pair of telescopic booms.

Figure R1020200058828
Figure R1020200058828

Description

수직 원형 굴착용 천공 장치{Rock Drilling Apparatus For Vertical Circular Excavation}Rock Drilling Apparatus For Vertical Circular Excavation

본 발명은 암반의 수직 굴착 작업을 위한 천공 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 수직 터널 등의 수직 원형 굴착 작업시 다수의 발파공을 효율적으로 천공할 수 있도록 구성된 천공 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a drilling apparatus for vertical excavation of rock, and more particularly, to a drilling apparatus configured to efficiently drill a plurality of blast holes during vertical circular excavation operations such as vertical tunnels.

지하철 공사나 터널 공사 현장, 광산이나 채석장 등에서 굴착 진행방향에 암반이 존재할 경우, 통상 화약을 사용하여 발파 작업을 하게 된다. 발파 공법은, 대규모 토목건설 현장이나 광산 등에서 널리 쓰이는 공법 중의 하나로서, 암반파쇄 또는 절취를 위한 공사기간이 짧고, 공사 비용도 절감할 수 있어 현재까지도 우수한 공법으로 인정받고 있다. 발파 작업을 수반하는 굴착 작업시에는 암반 굴착용 천공 장비를 사용하여 다수의 구멍을 뚫은 다음, 각 구멍마다 다이너마이트를 장입하여 폭파시키는 방법으로 굴착 작업을 진행한다.When rock is present in the direction of excavation in subway construction, tunnel construction sites, mines or quarries, etc., blasting is usually performed using gunpowder. The blasting method is one of the methods widely used in large-scale civil construction sites or mines, and it is recognized as an excellent method to this day because the construction period for rock crushing or cutting is short and the construction cost can be reduced. In the case of excavation work accompanying blasting work, a number of holes are drilled using drilling equipment for rock excavation, and then the excavation work is carried out by charging dynamite into each hole and blasting.

굴착 작업은 크게 수평 굴착과 수직 굴착으로 나뉠 수 있다. 수평 굴착 작업은 주로 지하철 선로 또는 도로용 터널 공사 시에 이루어지고, 수직 굴착 작업은 터널 환기구 등의 수직 터널 공사, 광산의 수직 갱도 건설, 풍력 발전기 등 대형 지주 구조물 설치 공사 현장에서 이루어진다. 수평 굴착 작업에는 소위 점보 드릴이라 불리는 천공 장비가 활용되는데, 점보 드릴(jumbo drill) 장비는 주로 타이어가 장착된 바퀴로 이동하고, 각각 착암기(rock drill, 락드릴)가 장착된 1 내지 4개의 붐이 독립적으로 움직이며 수평 천공 작업을 진행하도록 구성된다. 수직 굴착 작업에는 크롤러드릴(crowler drill)이라 불리는 장비가 주로 사용된다. Excavation work can be largely divided into horizontal excavation and vertical excavation. Horizontal excavation work is mainly performed during the construction of tunnels for subway tracks or roads, and vertical excavation work is performed at the construction site of vertical tunnel construction such as tunnel ventilation holes, vertical tunnel construction of mines, and installation of large holding structures such as wind power generators. Drilling equipment called so-called jumbo drills are used for horizontal excavation work, which are mainly moved by wheels equipped with tires, and are equipped with one to four booms each equipped with a rock drill (rock drill). It moves independently and is configured to proceed with the horizontal drilling operation. Equipment called a crawler drill is mainly used for vertical excavation work.

도 1은 종래 크롤러드릴의 일반적인 형태를 보인다. 종래의 크롤러드릴은 드릴로드(drill rod)(11)에 회전과 헤머 동작을 가하여 암반에 구멍을 천공하는 착암기 유닛(10)을 포함한다. 또한, 크롤러드릴은 본체(30)와 붐 구조체(20)를 포함한다. 상기 붐 구조체(20)는 상기 착암기 유닛(10)을 상기 본체(30)와 연결하고, 유압 실린더 등을 이용하여 상기 착암기 유닛(10)의 자세를 조절하도록 구성된다. 상기 본체(30)는 무한궤도와 같은 이동수단을 가져 암반 위에서 자력으로 이동할 수 있도록 구성된다. 수직 굴착 작업시에 크롤러드릴 운전자는 상기 무한궤도를 이용하여 본체를 이동시키고 상기 붐 구조체(20)의 각도와 길이 등을 조절하여 상기 착암기 유닛(10)의 전단부를 각각의 천공 지점에 위치시키고 상기 착암기 유닛(10)을 작동시켜 암반을 천공하는 작업을 반복하게 된다. 1 shows a general form of a conventional crawler drill. The conventional crawler drill includes a rock drilling unit 10 for perforating a hole in the rock by applying rotation and hammer motion to a drill rod 11 . In addition, the crawler drill includes a body 30 and a boom structure 20 . The boom structure 20 is configured to connect the rock drill unit 10 to the main body 30 and adjust the posture of the rock drill unit 10 using a hydraulic cylinder or the like. The main body 30 has a moving means such as a caterpillar and is configured to move by its own force on a bedrock. During vertical excavation work, the crawler drill operator moves the main body using the caterpillar and adjusts the angle and length of the boom structure 20 to position the front end of the rock drilling unit 10 at each drilling point, and the The operation of drilling the rock by operating the rock drilling unit 10 is repeated.

도 2는 수직 터널 굴착 작업시의 발파 패턴도를 보인다. 사진의 왼쪽 부분이 수직 터널 굴착 작업시 발파 작업을 위한 발파 패턴도이고, 상기 발파 패턴도에서 전체적으로 원형을 이루는 영역 내에 표시된 다수의 점이 각각 장약(다이너마이트) 설치를 위해 천공되어야 할 천공 지점을 나타낸다. 상기 도 2에 보이는 것처럼 수직 터널 굴착 작업시 다수의 천공 지점은 대체로 다수의 동심원을 이루며 분포된다. Figure 2 shows a blast pattern diagram during vertical tunnel excavation work. The left part of the photo is a blasting pattern diagram for blasting work during vertical tunnel excavation, and a number of points indicated in the overall circular area in the blasting pattern diagram indicate the drilling points to be drilled for the installation of the charge (dynamite), respectively. As shown in FIG. 2, a plurality of drilling points are generally distributed in a plurality of concentric circles during vertical tunnel excavation.

도 2와 같은 발파 패턴으로 진행되는 수직 터널 굴착 작업시에도 현재까지 도 1과 같은 종래의 크롤러드릴 장비가 활용되고 있다. 하지만, 전술한 바와 같이 무한궤도를 이용하여 이동하며, 다수의 천공 지점에 상기 착암기 유닛(10)을 위치시켜 천공하는 작업은 운전자에게 요구되는 기술이나 노동력의 측면에서 비효율적이라는 문제가 있다. 시간적으로도 오래 걸리고 정확한 작업이 어렵기 때문이다. 더구나 무한궤도로 장비를 이동시키기 위해 장비가 더욱 크고 무거워지며 큰 동력을 필요로 하는 문제도 있다. The conventional crawler drill equipment as shown in FIG. 1 is used even in the case of vertical tunnel excavation in the blasting pattern shown in FIG. 2 . However, as described above, moving using the caterpillar and drilling by locating the rock drilling unit 10 at a plurality of drilling points is inefficient in terms of skills or labor required for the driver. This is because it takes a long time and it is difficult to accurately work. Moreover, there is a problem in that the equipment becomes larger and heavier and requires a large amount of power to move the equipment on a caterpillar track.

공개특허공보 제10-2010-0078329호 (2010.07.08)Laid-open Patent Publication No. 10-2010-0078329 (2010.07.08)

본 발명은 수직 원형 굴착 작업을 위해 다수의 발파공을 천공하는 작업을 안정적이고 효율적으로 수행할 수 있도록 구성된 천공 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. 본 발명은 한 위치에서 본체의 이동 없이도 다수의 천공 지점에 발파공을 천공하고, 동시에 다중 천공 작업이 가능한 수직 원형 굴착용 천공 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 움직임이 안정적이고, 수직 굴착 작업 현장에 운반이 용이한 천공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a drilling device configured to stably and efficiently perform the operation of drilling a plurality of blast holes for a vertical circular excavation operation. It is an object of the present invention to provide a drilling apparatus for vertical circular excavation capable of drilling a blast hole at a plurality of drilling points without moving the body in one position, and simultaneously performing multiple drilling operations. In addition, an object of the present invention is to provide a drilling device that is stable in movement and is easily transported to a vertical excavation work site.

전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치는, 다수의 지지대에 의해 지면에 안착되도록 구성된 본체부; 상기 본체부에 대해 수직으로 설치된 중심 기둥; 상기 중심 기둥의 축을 중심으로 상기 본체부에 대해 회전 가능하고, 상기 중심 기둥을 따라 상하로 슬라이딩하도록 설치된 승강부; 상기 승강부의 수평 방향 양측에 배치된 힌지를 중심으로 대칭적으로 스윙 동작하도록 설치되고, 각각 길이 방향으로 신장 및 수축하도록 구성된 한 쌍의 신축붐; 및 상기 한 쌍의 신축붐 각각의 말단부에 각도 조절부를 통해 지면에 대한 각도 조절이 가능하도록 설치된 한 쌍의 착암기 유닛;을 포함하여 구성된다. In order to solve the above problems, the drilling apparatus for vertical circular excavation according to the present invention, the body portion configured to be seated on the ground by a plurality of supports; a central pillar vertically installed with respect to the main body; a lifting unit rotatable with respect to the body part about the axis of the central pillar, and installed to slide up and down along the central pillar; A pair of telescopic booms installed to swing symmetrically around the hinges disposed on both sides of the elevating unit in the horizontal direction, and configured to extend and contract in the longitudinal direction, respectively; and a pair of rock drilling units installed to enable angle adjustment with respect to the ground through an angle adjusting unit at the distal end of each of the pair of telescopic booms.

상기 본체부와 상기 중심 기둥 사이에 구비되어 상기 중심 기둥과 상기 승강부를 상기 본체부에 대해 회전시키는 회전 구동부를 포함할 수 있다. It is provided between the main body and the central pillar may include a rotation driving unit for rotating the central pillar and the lifting unit with respect to the main body.

상기 한 쌍의 신축붐은 각각, 상기 힌지를 중심으로 상하로 스윙 동작하도록 설치된 제1붐 및 상기 제1붐의 길이 방향을 따라 슬라이드 동작하도록 설치된 제2붐을 포함하고, 상기 한 쌍의 신축붐은 상기 중심 기둥의 축을 중심으로 서로 반대 방향을 향해 신축되도록 구성될 수 있다. Each of the pair of telescopic booms includes a first boom installed to swing up and down around the hinge and a second boom installed to slide along the longitudinal direction of the first boom, and the pair of telescopic booms may be configured to expand and contract in opposite directions about the axis of the central pillar.

이때, 상기 제2붐은 상기 신축붐의 수축시에 상기 제1붐과 부분적으로 중첩되게 상기 제1붐의 내부로 인입되고, 상기 제1붐과 상기 제2붐 사이를 연결하는 제3 유압 실린더에 의해 슬라이드 동작하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1붐과 상기 제2붐은 중공형의 각기둥 형태를 가지고, 상기 제3 유압 실린더는 상기 제2붐의 내부에 배치될 수 있다. At this time, the second boom is drawn into the inside of the first boom to partially overlap the first boom when the telescopic boom is contracted, and a third hydraulic cylinder connecting between the first boom and the second boom It may be configured to slide by the In addition, the first boom and the second boom may have a hollow prismatic shape, and the third hydraulic cylinder may be disposed inside the second boom.

상기 승강부는 상기 중심 기둥의 길이 방향을 따라 설치된 한 쌍의 제1 유압 실린더에 의해 승강 동작하고, 상기 한 쌍의 신축붐은 상기 승강부와 상기 한 쌍의 신축붐 사이에 설치된 한 쌍의 제2 유압 실린더에 의해 스윙 동작하며, 상기 한 쌍의 제1 유압 실린더와 상기 한 쌍의 제2 유압 실린더는 상기 승강부의 외측에 상기 중심 기둥의 축을 중심으로 서로 다른 방향으로 배치될 수 있다. The lifting unit is operated by a pair of first hydraulic cylinders installed along the longitudinal direction of the central column, and the pair of telescopic booms is a pair of second telescopic booms installed between the lifting unit and the pair of telescopic booms. A swing operation is performed by a hydraulic cylinder, and the pair of first hydraulic cylinders and the pair of second hydraulic cylinders may be disposed on the outside of the lifting unit in different directions about the axis of the central pillar.

상기 각도 조절부는, 상기 신축붐에 대해 상기 신축붐의 길이 방향의 축을 중심으로 회전하도록 연결된 제1 각도 조절부; 및 상기 제1 각도 조절부에 대해 상기 신축붐의 길이 방향에 수직인 축을 중심으로 회전하도록 연결된 제2 각도 조절부;를 포함할 수 있다. The angle adjusting unit may include: a first angle adjusting unit connected to rotate about an axis in the longitudinal direction of the telescopic boom with respect to the telescopic boom; and a second angle adjusting unit connected to rotate about an axis perpendicular to the longitudinal direction of the telescopic boom with respect to the first angle adjusting unit.

이때, 상기 제1 각도 조절부 및 상기 제2 각도 조절부 중 적어도 하나는 유압 로테이터를 포함하여 구성될 수 있다. In this case, at least one of the first angle adjusting unit and the second angle adjusting unit may include a hydraulic rotator.

한편, 본 발명에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치는, 상기 한 쌍의 신축붐의 길이가 축소되고 상기 신축붐이 아래로 스윙되며, 상기 승강부가 위로 상승하여 접힌 상태로 운반 가능하도록 구성될 수 있다. On the other hand, the drilling device for vertical circular excavation according to the present invention, the length of the pair of telescopic booms is reduced and the telescopic boom swings down, and the lifting unit rises upward and can be configured to be transportable in a folded state. .

또한, 본 발명에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치는, 상기 착암기 유닛이 지면에 수직을 이루는 자세로 천공 작업할 때 상기 승강부가 승하강하여 드릴 로드의 수직 변위를 확장하도록 구성될 수 있다. In addition, the drilling device for vertical circular excavation according to the present invention may be configured to extend the vertical displacement of the drill rod by elevating the lifting unit when the drilling unit is drilling in a posture perpendicular to the ground.

본 발명에 따르면, 수직 원형 굴착 작업을 위해 다수의 발파공을 천공하는 작업을 안정적이고 효율적으로 수행할 수 있도록 구성된 천공 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치는 한 위치에서 본체의 이동 없이도 다수의 천공 지점에 발파공을 천공할 수 있고, 동시에 다중 천공 작업이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 천공 장치는 움직임이 안정적이고, 수직 굴착 작업 현장으로의 운반이 매우 용이하다. According to the present invention, there is provided a drilling apparatus configured to stably and efficiently perform the operation of drilling a plurality of blast holes for a vertical circular excavation operation. The drilling apparatus for vertical circular excavation according to the present invention can drill a blast hole at a plurality of drilling points without moving the body in one position, and multiple drilling operations are possible at the same time. In addition, the drilling device according to the present invention is stable in movement and very easy to transport to the vertical excavation site.

도 1은 종래 크롤러드릴의 일반적인 형태를 보인다.
도 2는 수직 터널 굴착 작업시의 발파 패턴도를 보인다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치가 이동을 위해 접힌 모습을 보인다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치의 작업 자세를 예시한다.
도 5는 상기 도 4의 실시예에 채용 가능한 착암기 유닛을 예시한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치의 다른 작업 자세를 예시한다.
1 shows a general form of a conventional crawler drill.
2 shows a blast pattern diagram during vertical tunnel excavation work.
Figure 3 shows a state in which the vertical circular drilling device for excavation according to an embodiment of the present invention is folded for movement.
Figure 4 illustrates the working posture of the drilling apparatus for vertical circular excavation according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a rock drilling unit employable in the embodiment of FIG. 4 .
Figure 6 illustrates another working posture of the drilling apparatus for vertical circular excavation according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 설명한다. 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상이 좀 더 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명은 이하에 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The technical spirit of the present invention may be more clearly understood through the embodiments. In addition, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms within the scope of its technical spirit.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치가 이동을 위해 접힌 모습을 보인다. Figure 3 shows a state in which the vertical circular drilling device for excavation according to an embodiment of the present invention is folded for movement.

본 실시예에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치는 다수의 지지대(110)에 의해 지면에 안착되도록 구성된 본체부(100), 상기 본체부(100)에 대해 수직으로 설치된 중심 기둥(130), 상기 중심 기둥(130)의 축을 중심으로 상기 본체부(100)에 대해 회전 가능하고 상기 중심 기둥(130)을 따라 슬라이딩하여 승강하도록 설치된 승강부(210), 상기 승강부(210)의 상단부 양측에 서로 반대 방향으로 대칭적으로 배치된 한 쌍의 신축붐(200), 그리고 상기 한 쌍의 신축붐(200)의 말단부에 각각 설치된 한 쌍의 착암기 유닛(10)을 포함하여 구성된다. The drilling apparatus for vertical circular excavation according to this embodiment is a body part 100 configured to be seated on the ground by a plurality of supports 110 , a central pillar 130 installed vertically with respect to the body part 100 , the center The lifting unit 210 that is rotatable with respect to the main body 100 about the axis of the column 130 and is installed to slide along the central column 130 to ascend and descend, opposite to each other on both sides of the upper end of the lifting unit 210 It is configured to include a pair of telescopic booms 200 arranged symmetrically in the direction, and a pair of rock drilling units 10 respectively installed at the distal ends of the pair of telescopic booms 200 .

상기 본체부(100)와 상기 중심 기둥(130) 사이에는 상기 중심 기둥(130)을 회전시키는 회전 구동부(120)가 구비된다. 상기 회전 구동부(120)는 유압 모터(121)와 상기 유압 모터(121)의 피니언 기어(122)와 맞물려 상기 중심 기둥(130)을 회전시키도록 설치된 스퍼 기어(123)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 상기 회전 구동부(120)의 위치가 상기 중심 기둥(130)의 하단부가 상기 본체부(100)와 만나는 부분에 한정되는 것은 아니다. 상기 중심 기둥(130)이 상기 본체부(100)에 대해 고정되고, 상기 승강부(210)가 상기 중심 기둥(130)의 둘레를 회전하도록 하는 구성이나, 상기 중심 기둥(130)이 고정부와 회전부로 나뉜 구성 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. A rotation driving unit 120 for rotating the central pillar 130 is provided between the main body 100 and the central pillar 130 . The rotation driving unit 120 may be configured to include a hydraulic motor 121 and a spur gear 123 installed to rotate the central pillar 130 in engagement with the pinion gear 122 of the hydraulic motor 121 . . Meanwhile, the position of the rotation driving unit 120 is not limited to the portion where the lower end of the central pillar 130 meets the main body 100 . The central pillar 130 is fixed with respect to the main body 100, and the lifting unit 210 is configured to rotate around the central pillar 130, but the central pillar 130 is connected to the fixed part. It may be configured in various forms, such as a configuration divided into a rotating part.

상기 승강부(210)는 상기 중심 기둥(130)의 길이 방향을 따라 설치된 제1 유압 실린더(131)에 의해 승강하도록 구성된다. 상기 제1 유압 실린더(131)는 상기 승강부(210) 및 상기 중심 기둥(130)의 중심으로부터 상기 한 쌍의 신축붐(200)이 연결된 두 방향을 제외한 나머지 두 방향의 외측에 한 쌍이 배치될 수 있다. 이와 다른 예로서 상기 중심 기둥(130) 및 상기 승강부(210)의 내부에 제1 유압 실린더(131)가 배치될 수도 있다. The lifting unit 210 is configured to be raised and lowered by the first hydraulic cylinder 131 installed along the longitudinal direction of the central pillar 130 . The first hydraulic cylinder 131 is to be disposed on the outside of the other two directions except for the two directions in which the pair of telescopic booms 200 are connected from the center of the lifting unit 210 and the central pillar 130 . can As another example, the first hydraulic cylinder 131 may be disposed inside the central pillar 130 and the lifting unit 210 .

상기 한 쌍의 신축붐(200)은 길이가 신장 및 수축될 수 있도록 구성된다. 상기 한 쌍의 신축붐(200)은 각각 상기 승강부(210)의 양측에 힌지(213)를 통해 연결된 한 쌍의 제1붐(220)과, 상기 제1붐(220)에 대해 슬라이드 가능하게 연결된 한 쌍의 제2붐(230)을 포함한다. 상기 한 쌍의 신축붐(200)은 일단(212)이 상기 승강부(210) 하단측에 연결되고 반대쪽 단(222)이 상기 제1붐(220)에 연결된 제2 유압 실린더(211)에 의해 상기 힌지(213)를 중심으로 위아래로 스윙하도록 구성된다. 또한, 상기 제2붐(230)은 제3 유압 실린더(221)에 의해 상기 제1붐(220)의 길이 방향 내측 또는 외측으로 움직이며 상기 신축붐(200)의 길이를 조절하는 기능을 수행한다. The pair of telescopic booms 200 are configured to be extended and contracted in length. The pair of telescopic booms 200 are a pair of first booms 220 connected through hinges 213 on both sides of the lifting unit 210, respectively, and slidable with respect to the first boom 220, respectively. It includes a pair of connected second booms (230). The pair of telescopic booms 200 have one end 212 connected to the lower end of the lifting unit 210 and the opposite end 222 connected to the first boom 220 by a second hydraulic cylinder 211 . It is configured to swing up and down about the hinge 213 . In addition, the second boom 230 moves inward or outward in the longitudinal direction of the first boom 220 by the third hydraulic cylinder 221 and performs a function of adjusting the length of the telescopic boom 200 . .

본 도면은 상기 제2붐(230)이 상기 제1붐(220) 안쪽으로 중첩되어 상기 신축붐(200)의 길이가 최소로 수축된 상태를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 승강부(210)를 중심 기둥(130)의 상부로 올리고, 상기 한 쌍의 신축붐(200)을 상기 중심 기둥(130) 측으로 당겨 접으면, 천공 장치의 크기가 전체적으로 축소되어 운반하기 쉬운 상태가 된다. 이때 크레인을 이용하면 상기 천공 장치를 시공중인 수직 원형 터널 내부로 쉽게 투입할 수 있다. 본 발명에 따른 천공 장치는 하중이 상기 중심 기둥(130)을 중심으로 대칭적으로 분포되고, 본 도면과 같은 상태로 접으면 장치의 반경이 축소되어 하중이 상기 중심 기둥(130)쪽으로 더욱 집중되므로, 크레인 등의 장비를 이용한 운반에 매우 유리하다. This figure shows a state in which the length of the telescopic boom 200 is contracted to a minimum by overlapping the second boom 230 inside the first boom 220 . As shown, when the lifting unit 210 is raised to the upper part of the central pillar 130 and the pair of telescopic booms 200 are pulled toward the central pillar 130 and folded, the size of the perforating device is reduced as a whole. It becomes the state that it is easy to carry. At this time, if a crane is used, the drilling device can be easily put into the vertical circular tunnel under construction. In the drilling device according to the present invention, the load is symmetrically distributed around the central pillar 130, and when folded in the state as shown in this figure, the radius of the device is reduced, so that the load is more concentrated toward the central pillar 130 , it is very advantageous for transport using equipment such as cranes.

본 실시예에 따르면, 천공 장치는 상기 한 쌍의 신축붐(200)의 길이가 축소되고 상기 신축붐(200)이 상기 승강부(210)에 가깝게 아래로 스윙되어 접힐 때, 상기 승강부(210)가 위로 상승함으로써 운반시에 착암기 유닛(10)이 지면에 닿지 않도록 유지될 수 있다.According to this embodiment, the drilling device is when the length of the pair of telescopic booms 200 is reduced and the telescopic boom 200 is swinging down close to the lifting unit 210 and folded, the lifting unit 210 ) can be maintained so that the rock drill unit 10 does not touch the ground during transport by rising upward.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치의 작업 자세를 예시한다. Figure 4 illustrates the working posture of the drilling apparatus for vertical circular excavation according to an embodiment of the present invention.

본 도면은 천공 장치의 중심 기둥(130)으로부터 반지름 방향으로 멀리 위치한 천공 지점에 지면에 대해 수직으로 발파공을 천공할 때의 상기 천공 장치의 작업 자세를 보인다. 이와 같은 자세로 본 발명에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치는 도 2에 예시된 것과 유사한 형태로 분포된 다수의 발파공을 천공 장치의 본체부(100)가 지면의 한 자리에 안착된 상태에서 천공할 수 있다. 상기 중심 기둥(130)이 위치한 중심점으로부터 천공 지점까지의 거리에 따라 제2 유압 실린더(211)를 구동하여 상기 신축붐(200)을 펼치는 각도와 제3 유압 실린더(221)를 구동하여 상기 신축붐(200)의 길이를 조절할 수 있다. This figure shows the working posture of the drilling device when drilling a blast hole perpendicular to the ground at a drilling point located radially away from the central column 130 of the drilling device. In such a posture, the drilling device for vertical circular excavation according to the present invention drills a plurality of blasting holes distributed in a form similar to that illustrated in FIG. can By driving the second hydraulic cylinder 211 according to the distance from the center point where the central pillar 130 is located to the drilling point, the angle of unfolding the telescopic boom 200 and the third hydraulic cylinder 221 are driven to drive the telescopic boom The length of (200) can be adjusted.

한 쌍의 신축붐(200) 각각의 길이는 서로 독립적으로 조절될 수 있다. 따라서, 상기 중심 기둥(130)으로부터 서로 반대 방향에 위치한 천공 지점이면 상기 중심 기둥(130)의 축으로부터 서로 다른 거리에 위치한 것들이라도 동시에 천공할 수 있다. The length of each of the pair of telescopic booms 200 may be adjusted independently of each other. Accordingly, if the punching points are located in opposite directions from the central pillar 130 , even those located at different distances from the axis of the central pillar 130 may be simultaneously punched.

또한, 상기 신축붐(200)의 말단부, 즉 전술한 제2붐(230)의 말단부에 연결된 제1 및 제2 각도 조절부(231,232)를 이용하여 지면에 대한 착암기 유닛(10)의 각도를 조절할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 각도 조절부(231) 및 제2 각도 조절부(232)는 각각 상기 신축붐(200)의 길이 방향의 축을 중심으로 회전하는 유압 로테이터 및 상기 길이 방향에 수직인 축을 중심으로 회전하는 유압 로테이터로 구성될 수 있다. 이와 다른 예로서 상기 제1 각도 조절부(231) 및 제2 각도 조절부(232) 중 하나 이상은 유압 실린더를 이용하여 구성될 수도 있다. 상기 제1 각도 조절부(231)는 필요에 따라 생략될 수도 있다. In addition, the angle of the rock drilling unit 10 with respect to the ground is adjusted using the first and second angle adjusting units 231,232 connected to the distal end of the telescopic boom 200, that is, the distal end of the second boom 230 described above. can As an example, the first angle adjusting unit 231 and the second angle adjusting unit 232 are respectively a hydraulic rotator rotating about an axis in the longitudinal direction of the telescopic boom 200 and an axis perpendicular to the longitudinal direction. It may consist of a rotating hydraulic rotator. As another example, at least one of the first angle adjusting unit 231 and the second angle adjusting unit 232 may be configured using a hydraulic cylinder. The first angle adjusting unit 231 may be omitted if necessary.

착암기 유닛(10)은 각도 조절부(231, 232)에 연결된 피드 프레임(feed frame)(15)과 상기 피드 프레임(15)에 대해 슬라이드 동작하는 피드(feed)(16)를 포함하여 구성된다. 상기 피드(16)가 지면을 향해 전진하여 그 헤드가 지면에 닿은 상태에서 드릴 로드(11)에 회전 및 헤머 동작을 가하여 드릴 비트(112)가 지면을 이룬 암반을 천공하도록 구성된다. The rock drill unit 10 is configured to include a feed frame 15 connected to the angle adjusting units 231 and 232 and a feed 16 that slides with respect to the feed frame 15 . The feed 16 advances toward the ground and the drill bit 112 is configured to drill the rock forming the ground by applying rotation and hammering motions to the drill rod 11 while the head is in contact with the ground.

한편, 본 실시예에 따르면, 상기 착암기 유닛(10)이 지면에 수직을 이루는 자세로 천공 작업할 때, 혹은 작업 전후에 상기 승강부(210)가 승하강함으로써 상기 드릴 로드(11)의 수직 변위를 확장할 수도 있다. On the other hand, according to the present embodiment, the vertical displacement of the drill rod 11 by the lifting unit 210 elevating and lowering before and after the drilling work in the posture that the rock drilling unit 10 is perpendicular to the ground, or before and after the work. can also be expanded.

도 5는 상기 도 4의 실시예에 채용 가능한 착암기 유닛을 예시한다. 5 illustrates a rock drilling unit employable in the embodiment of FIG. 4 .

본 발명의 실시예에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치에 채용될 수 있는 착암기 유닛에 특별한 제한은 없다. 종래의 크롤러 드릴 장비에 채용된 것과 같은 류의 착암기 유닛이 채용되어도 무방하다. There is no particular limitation on the rock drilling unit that can be employed in the drilling apparatus for vertical circular excavation according to an embodiment of the present invention. A rock drilling unit of the same type as that employed in the conventional crawler drilling equipment may be employed.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치의 다른 작업 자세를 예시한다. Figure 6 illustrates another working posture of the drilling apparatus for vertical circular excavation according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치는 전술한 착암기 유닛이 지면에 수평을 이루는 자세로도 천공 작업을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이 신축붐과 착암기 유닛 사이의 각도 조절부를 이용하여 수직, 수평 외에도 다양한 각도로 천공 작업을 수행할 수 있음은 물론이다. 수평 천공 작업시에도 전술한 승강부를 승강시켜 수평 천공 지점의 높이를 조절할 수도 있다. The drilling apparatus for vertical circular excavation according to the present invention may perform the drilling operation even in a posture in which the aforementioned rock drilling unit is horizontal to the ground. Of course, drilling can be performed at various angles in addition to vertical and horizontal by using the angle adjusting unit between the telescopic boom and the rock drilling unit as described above. Even during the horizontal drilling operation, the height of the horizontal drilling point may be adjusted by elevating the aforementioned lifting unit.

본 도면에 도시된 작업 자세는 수직 터널 굴착 후에 터널 벽면을 보강하는 작업을 할 때, 터널 내주면의 암반에 다수의 락 볼트 삽입용 구멍을 뚫는 등의 작업에 활용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 천공 장치의 수직 천공 작업 반경보다 큰 규모의 수직 터널 굴착이 필요할 때, 수직 터널의 반경을 확장하는 방향으로 암반을 천공하는 작업에 활용될 수도 있다. The working posture shown in this figure can be utilized for work such as drilling a number of lock bolt insertion holes in the rock of the inner circumferential surface of the tunnel when reinforcing the tunnel wall after vertical tunnel excavation. In addition, when a vertical tunnel excavation of a larger scale than the vertical drilling radius of the drilling device according to the present invention is required, it may be utilized for drilling the rock in the direction of extending the radius of the vertical tunnel.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 수직 원형 굴착용 천공 장치는 각각의 착암기 유닛이 장착된 한 쌍의 신축붐이 중심 기둥에 대해 서로 반대 방향으로 배치되고, 대칭적으로 움직이도록 구성되어 있다. 따라서, 수직 원형 터널 등의 굴착 작업시에 원형의 영역 내에 분포된 다수의 천공 지점에 발파공을 천공하는 데에 매우 효율적이고 효과적이다. 수직 원형 터널의 중심에 가까운 위치에 안착된 상태로 위치 이동 없이 신축붐에 의해 확장되는 넓은 작업 반경에 대해 동시에 두 개의 천공 작업을 수행할 수 있기 때문이다. 또한 대칭적인 형태와 대칭적인 작업 자세로 인해 무게 중심이 매우 안정적이라는 장점이 있다. As described above, the drilling device for vertical circular excavation according to the present invention is configured such that a pair of telescopic booms each mounted with a rock drill unit are arranged in opposite directions with respect to the central pillar, and move symmetrically. Therefore, it is very efficient and effective to drill a blast hole at a plurality of drilling points distributed in a circular area during excavation work such as a vertical circular tunnel. This is because, while seated in a position close to the center of the vertical circular tunnel, two drilling operations can be performed simultaneously for a wide working radius expanded by the telescopic boom without moving. In addition, it has the advantage that the center of gravity is very stable due to its symmetrical shape and symmetrical working posture.

10: 착암기 유닛
100: 본체부 110: 지지대
130: 중심 기둥 131: 제1 유압 실린더
200: 신축붐 210: 승강부
211: 제2 유압 실린더 220: 제1붐
221: 제3 유압 실린더 230: 제2붐
231: 제1 각도 조절부 232: 제2 각도 조절부
10: rock drill unit
100: main body 110: support
130: center column 131: first hydraulic cylinder
200: telescopic boom 210: elevating unit
211: second hydraulic cylinder 220: first boom
221: third hydraulic cylinder 230: second boom
231: first angle adjustment unit 232: second angle adjustment unit

Claims (10)

다수의 지지대에 의해 지면에 안착되도록 구성된 본체부;
상기 본체부에 대해 수직으로 설치된 중심 기둥;
상기 중심 기둥의 축을 중심으로 상기 본체부에 대해 회전 가능하고, 상기 중심 기둥을 따라 상하로 슬라이딩하도록 설치된 승강부;
상기 승강부의 수평 방향 양측에 배치된 힌지를 중심으로 대칭적으로 스윙 동작하도록 설치되고, 각각 길이 방향으로 신장 및 수축하도록 구성된 한 쌍의 신축붐;
상기 승강부 및 상기 한 쌍의 신축붐을 상기 본체부에 대해 회전시키는 회전 구동부; 및,
상기 한 쌍의 신축붐 각각의 말단부에 각도 조절부를 통해 지면에 대한 각도 조절이 가능하도록 설치된 한 쌍의 착암기 유닛;을 포함하고,
상기 한 쌍의 신축붐은 상기 중심 기둥의 축에 대해 서로 반대 방향을 향한 상태로 상기 회전 구동부의 동작에 의해 동시에 회전하는,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
a body portion configured to be seated on the ground by a plurality of supports;
a central pillar vertically installed with respect to the main body;
a lifting unit rotatable with respect to the main body part about the axis of the central pillar, and installed to slide up and down along the central pillar;
A pair of telescopic booms installed to swing symmetrically around the hinges disposed on both sides of the elevating unit in the horizontal direction, and configured to extend and contract in the longitudinal direction, respectively;
a rotation driving unit for rotating the lifting unit and the pair of telescopic booms with respect to the body unit; and,
A pair of rock drilling units installed to enable angle adjustment with respect to the ground through an angle adjustment unit at the distal end of each of the pair of telescopic booms; includes,
The pair of telescopic booms rotate at the same time by the operation of the rotary drive unit in a state facing each other in opposite directions with respect to the axis of the central pillar,
Drilling device for vertical circular excavation.
제1항에 있어서,
상기 회전 구동부는, 상기 본체부와 상기 중심 기둥 사이에 구비되어 상기 중심 기둥과 상기 승강부를 상기 본체부에 대해 회전시키는,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
According to claim 1,
The rotation driving unit is provided between the main body and the central pillar to rotate the central pillar and the lifting unit with respect to the main body,
Drilling device for vertical circular excavation.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 신축붐은 각각,
상기 힌지를 중심으로 상하로 스윙 동작하도록 설치된 제1붐 및 상기 제1붐의 길이 방향을 따라 슬라이드 동작하도록 설치된 제2붐을 포함하고,
상기 한 쌍의 신축붐은 상기 중심 기둥의 축을 중심으로 서로 반대 방향을 향해 신축되는,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
According to claim 1,
Each of the pair of telescopic booms,
A first boom installed to swing up and down around the hinge and a second boom installed to slide along the longitudinal direction of the first boom,
The pair of telescopic booms are expanded and contracted in opposite directions about the axis of the central pillar,
Drilling device for vertical circular excavation.
제3항에 있어서,
상기 제2붐은 상기 신축붐의 수축시에 상기 제1붐과 부분적으로 중첩되게 상기 제1붐의 내부로 인입되고, 상기 제1붐과 상기 제2붐 사이를 연결하는 제3 유압 실린더에 의해 슬라이드 동작하는,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
4. The method of claim 3,
The second boom is drawn into the interior of the first boom to partially overlap the first boom when the telescopic boom is contracted, and by a third hydraulic cylinder connecting between the first boom and the second boom slide action,
Drilling device for vertical circular excavation.
제4항에 있어서,
상기 제1붐과 상기 제2붐은 중공형의 각기둥 형태를 가지고, 상기 제3 유압 실린더는 상기 제2붐의 내부에 배치된,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
5. The method of claim 4,
The first boom and the second boom have a hollow prismatic shape, and the third hydraulic cylinder is disposed inside the second boom,
Drilling device for vertical circular excavation.
제1항에 있어서,
상기 승강부는 상기 중심 기둥의 길이 방향을 따라 설치된 한 쌍의 제1 유압 실린더에 의해 승강 동작하고,
상기 한 쌍의 신축붐은 상기 승강부와 상기 한 쌍의 신축붐 사이에 설치된 한 쌍의 제2 유압 실린더에 의해 스윙 동작하며,
상기 한 쌍의 제1 유압 실린더와 상기 한 쌍의 제2 유압 실린더는 상기 승강부의 외측에 상기 중심 기둥의 축을 중심으로 서로 다른 방향으로 배치된,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
According to claim 1,
The lifting unit is operated by a pair of first hydraulic cylinders installed along the longitudinal direction of the central column,
The pair of telescopic booms swing by a pair of second hydraulic cylinders installed between the lifting unit and the pair of telescopic booms,
The pair of first hydraulic cylinders and the pair of second hydraulic cylinders are disposed on the outside of the lifting unit in different directions about the axis of the central column,
Drilling device for vertical circular excavation.
제1항에 있어서,
상기 각도 조절부는,
상기 신축붐에 대해 상기 신축붐의 길이 방향의 축을 중심으로 회전하도록 연결된 제1 각도 조절부; 및,
상기 제1 각도 조절부에 대해 상기 신축붐의 길이 방향에 수직인 축을 중심으로 회전하도록 연결된 제2 각도 조절부;를 포함하는,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
According to claim 1,
The angle adjustment unit,
a first angle adjusting unit connected to rotate about the axis of the telescopic boom in the longitudinal direction with respect to the telescopic boom; and,
A second angle adjusting unit connected to rotate about an axis perpendicular to the longitudinal direction of the telescopic boom with respect to the first angle adjusting unit;
Drilling device for vertical circular excavation.
제7항에 있어서,
상기 제1 각도 조절부 및 상기 제2 각도 조절부 중 적어도 하나는 유압 로테이터를 포함하는,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
8. The method of claim 7,
At least one of the first angle adjusting unit and the second angle adjusting unit comprises a hydraulic rotator,
Drilling device for vertical circular excavation.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 신축붐의 길이가 축소되고 상기 신축붐이 아래로 스윙되며, 상기 승강부가 위로 상승하여 접힌 상태로 운반 가능하도록 구성된,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
According to claim 1,
The length of the pair of telescopic booms is reduced and the telescopic boom swings down, and the lifting unit rises upward and is configured to be transportable in a folded state,
Drilling device for vertical circular excavation.
제1항에 있어서,
상기 착암기 유닛이 지면에 수직을 이루는 자세로 천공 작업할 때 상기 승강부가 승하강하여 드릴 로드의 수직 변위를 확장하도록 구성된,
수직 원형 굴착용 천공 장치.
According to claim 1,
configured to extend the vertical displacement of the drill rod by elevating the lifting unit when the rock drilling unit is drilling in a posture perpendicular to the ground.
Drilling device for vertical circular excavation.
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