[發明專利]鉆巖設備中的裝備及方法

有效

• 申請號: 200980138577.6
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN102164714A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 馬爾庫·凱斯基尼瓦;尤哈·皮波寧;毛里·埃斯科;艾莫·海林
• 申請（專利權）人: 山特維克礦山工程機械有限公司
• 主分類號: B25D9/26
• 分類號: B25D9/26;E21B44/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 蔡石蒙;車文

技術領域

本發明涉及控制鉆巖設備的方法，鉆巖設備設置有鉆巖機，鉆巖機包括沖擊裝置、進給裝置和工具，工具的端部帶有鉆頭，用于破碎巖石，且沖擊裝置被設置成對工具產生應力波，而工具被設置成將由沖擊裝置產生的應力波作為壓縮應力波傳遞到鉆頭并且從鉆頭進一步傳遞至待鉆巖石，并且進給裝置被設置成將工具和鉆頭推靠在待鉆巖石上，其中在鉆鑿期間，由沖擊裝置對工具產生的壓縮應力波中的至少一些被反射為從待鉆巖石回到工具的應力波。

本發明還涉及一種與鉆巖設備相關的裝備，鉆巖設備設置有鉆巖機，鉆巖機包括沖擊裝置、進給裝置和工具，工具的端部帶有鉆頭，用于破碎巖石，且沖擊裝置被設置成對工具產生應力波，而工具被設置成將由沖擊裝置產生的應力波作為壓縮應力波傳遞到鉆頭并且從鉆頭進一步傳遞至待鉆巖石，并且進給裝置被設置成將工具和鉆頭推靠在待鉆巖石上，其中在鉆鑿期間，由沖擊裝置對工具產生的壓縮應力波中的至少一些被反射為從待鉆巖石回到工具的應力波。

背景技術

鉆巖設備被用于地下開采礦、采石場和挖掘場中的開鑿和鉆巖。已知的鉆巖和挖掘方法是切割、破碎和撞擊方法，例如。撞擊方法是硬質巖石類型最常用的。撞擊方法涉及使鉆巖機的工具受到旋轉和撞擊。但是，主要地破碎巖石的是撞擊。旋轉大多數用來確保工具遠端的鉆頭的球齒(button)或其它切割部分總是擊打巖石上的新的點。鉆巖機通常包括液壓操作的沖擊裝置，其沖擊活塞允許對工具產生必要的壓縮應力波。用撞擊方法來有效地破碎巖石需要鉆頭在打擊的時刻抵靠著巖石。與沖擊裝置的沖擊相關的能量對工具產生壓縮應力波，應力波從工具進一步至工具端部的鉆頭，且隨后至巖石。一般地，在所有鉆鑿條件下，被引導至巖石的壓縮應力波中的一些以應力波的形式從巖石反射回到鉆巖機的工具。

公布WO?2006/126933公開了基于從被鉆巖石反射回到工具的應力波的能量來控制鉆鑿的方法。根據該方法，定義了至少一個參數值來表示從巖石反射回的應力波的能量。而且，利用該參數值來調節由沖擊裝置的脈沖發生器產生的應力波的持續時間和/或上升時間。該參數值還允許調節由脈沖發生器產生的應力波的幅度。該公布的解決方案的目的是最小化反射回的能量并從而提高鉆鑿系統的效率。

但是，該系統的一個缺點是，反射回的應力波能量很難測量。圖2示出在鉆鑿期間進入巖石的壓縮應力波和從巖石反射回的應力波的示意圖。在圖2的反射回的應力波中，從待鉆巖石反射回到工具的壓縮應力被表示為正的且張應力為負的。由脈沖發生器產生的壓縮應力波σ_i的能量能用以下公式計算，

Ei=AYc∫tiσi2dt---(1)]]>

且從待鉆巖石反射回到工具的應力波σ_r的能量則能用以下公式計算，

Er=AYc∫trσr2dt,---(2)]]>