[發明專利]一種自推進鑿巖鉆孔裝置

有效

• 申請號: 201410192132.9
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN104005704A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 李克鋼;李心一;李祥龍
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: E21B1/30
• 分類號: E21B1/30;E21B1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種自推進鑿巖鉆孔裝置，尤其適用于包括礦石地下開采及其它巖土工程施工中需進行鑿巖鉆孔的相關作業，屬于鑿巖鉆孔技術領域。

背景技術

在礦石地下開采及其它巖土工程開挖施工時，采用鑿巖機進行裝藥炮孔的鉆鑿是常見的作業工作。目前，傳統鑿巖鉆孔時，對于非下向近垂直孔，鉆頭與鉆孔底部保持接觸的軸向推力來自于鉆孔外部的機械推力、壓氣推力及人力等，即便是現有的潛孔鉆，其孔內機構也僅提供鉆頭的沖擊力，而維持鉆頭與孔底持續接觸的軸向推力仍由孔外機構提供，這些要求一方面使得鑿巖機設備較為復雜，自重較大，材料消耗較多，成本較高，作業勞動強度較大；另一方面，在鑿巖鉆孔工作面較為狹窄的情況下，通常由于鑿巖機孔外機構的體積較大，并且一臺鑿巖機僅能單孔鉆鑿（即使是臺架式鑿巖機或鑿巖臺車也僅可能提供數個孔的同時鉆鑿，且其孔外機構更為龐大，操縱復雜），從而大多數情況下，鑿巖效率較低，時間較長，占據了巖土開挖作業循環的大部分時間；并且在壓氣提供動力的情況下，其作業時的壓氣放空和機械沖擊噪聲常超過100分貝。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：本發明提供一種自推進鑿巖鉆孔裝置，解決了傳統的鑿巖鉆孔裝置正常工作時需要孔外機械裝置提供軸向推力才能自動鉆鑿推進的問題。

本發明技術方案是：一種自推進鑿巖鉆孔裝置，包括約束器部分、沖擊回轉機構部分、鉆頭22；所述約束器部分包括約束器1、棘爪2、棘爪凹槽3、頂推彈簧4、頂推彈簧安裝孔5、主拉繩6、分拉繩7、主拉繩孔道8、分拉繩孔道9；所述沖擊回轉機構部分包括氣缸體10、活塞11、回程限位環12、空心軸步進電機13、聯軸器14、活塞回程排氣控制閥15、閥體排氣道16、缸殼排氣道17、電磁線圈18、回復彈簧19、沖擊力傳遞件20、前端外殼21、連接銷23、配氣內管24、配氣外管25、配氣孔道Ⅰ26、配氣孔道Ⅱ27、配氣孔道Ⅲ28、配氣孔道Ⅳ29、配氣孔道Ⅴ30、配氣孔道Ⅵ31、配氣孔道Ⅶ32、配氣孔道Ⅷ33、配氣孔道Ⅸ34、電纜通孔35、電纜36、抑塵降溫水道37、電磁線圈設置腔39、配氣孔道Ⅹ40、空心軸步進電機設置腔41、配氣孔道Ⅺ42；

所述棘爪2以轉動副連接方式設置于約束器1外周上的棘爪凹槽3中；頂推彈簧安裝孔5開鑿于棘爪凹槽3中，置于頂推彈簧安裝孔5中的頂推彈簧4使得棘爪2的爪端部分與鉆孔38的孔壁充分接觸；分拉繩7一端與棘爪2相連，另一端穿過約束器1中的分拉繩孔道9與位于主拉繩孔道8中的主拉繩6相連用于使棘爪2脫離鉆孔38的孔壁；

所述氣缸體10內從左到右依次設有活塞11、回程限位環12、空心軸步進電機13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18，活塞11、回程限位環12、空心軸步進電機13，活塞回程排氣控制閥15、電磁線圈18均位于中心軸線通孔上，配氣內管24和配氣外管25置于氣缸體10中心軸線上；

活塞11與配氣外管25以滑動副連接用于保證氣密性接觸；回程限位環12緊嵌于氣缸體10內壁上或與氣缸體10加工為一體；空心軸步進電機13通過聯軸器14與配氣外管25相連；活塞回程排氣控制閥15中的孔與配氣內管24緊密固定，活塞回程排氣控制閥15外周與氣缸體10內壁氣密性滑動接觸，活塞回程排氣控制閥15上設置有閥體排氣道16，閥體排氣道16一端通缸腔，閥體排氣道16另一端通設置于缸殼上的缸殼排氣道17；電磁線圈18中心設置回復彈簧19，在回復彈簧19回復狀態下，置于配氣外管25內的配氣內管24右端部小部分插入電磁線圈18的左側用于保證配氣內管24能受到電磁線圈18的吸力作用；

沖擊力傳遞件20設置于氣缸體10左端部用以向連接于其上的鉆頭傳遞活塞11的沖擊力；

配氣孔道Ⅰ26位于約束器1內，其右端通到約束器1尾部用于接外部提供的壓縮空氣，左端通到電磁線圈18的設置腔39中，電磁線圈18中的設置腔39中留有適當空間用于供壓縮空氣進入來作為所述自推進鑿巖鉆孔裝置的進氣通道；?

開于配氣內管24上的配氣孔道Ⅱ27和開于配氣外管25上的配氣孔道Ⅲ28均為徑向對穿開孔并在軸線方向為中心對齊以便配氣內管24在配氣外管25中軸線上相對滑動時可使兩對孔道對齊，以構成活塞11沖程的進氣通道，配氣孔道Ⅱ27、配氣孔道Ⅲ28在配氣內管24上和配氣外管25上的位置均處于活塞11的右側及空心軸步進電機13的左側的回程限位環12旁；

配氣孔道Ⅳ29設置于沖擊力傳遞件20右側大頭段中，配氣孔道Ⅳ29呈轉角形式，一端通氣缸體10的腔體，另一端通配氣外管25上的配氣孔道Ⅴ30作為活塞11的沖程排氣通道，也作為活塞11的回程進氣通道；