[發(fā)明專利]錨固孔一體式鉆孔擴(kuò)孔施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810534412.1
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108825275B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮軍發(fā);高麗;劉江波;曹皚民;肖雨馨
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州理工學(xué)院
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00;E21B7/18;E21B7/28;E21B21/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.錨固孔一體式鉆孔擴(kuò)孔施工方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）在巷道內(nèi)規(guī)劃的待支護(hù)區(qū)域確定鉆錨固孔的位置；

（2）將鉆機(jī)、鉆桿、高壓水管和一體式鉆孔擴(kuò)孔裝置安裝或連接；

（3）操控一體式鉆孔擴(kuò)孔裝置對確定的錨固孔位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔達(dá)到設(shè)定深度后停止鉆孔，對錨固孔的孔底進(jìn)行擴(kuò)孔；

（4）擴(kuò)孔完成后，從錨固孔內(nèi)退出一體式鉆孔擴(kuò)孔裝置，完成鉆孔和擴(kuò)孔作業(yè)；

一體式鉆孔擴(kuò)孔裝置包括鉆擴(kuò)孔桿、鉆孔刀具和擴(kuò)孔刀具，鉆擴(kuò)孔桿的中心線沿前后方向設(shè)置，鉆擴(kuò)孔桿的后端外圓周設(shè)置有外連接螺紋，鉆擴(kuò)孔桿前端同軸向開設(shè)有前端敞口且呈圓柱形的高壓水腔，鉆擴(kuò)孔桿內(nèi)沿中心線方向開設(shè)有注水孔，注水孔的前端與高壓水腔連通，鉆孔刀具的后端滑動連接在高壓水腔內(nèi)，擴(kuò)孔刀具沿鉆擴(kuò)孔桿的前端面的圓周方向均勻設(shè)置有若干個，擴(kuò)孔刀具的前部內(nèi)側(cè)與鉆孔刀具的圓錐表面頂壓配合；

鉆孔刀具的外形為前粗后細(xì)呈圓錐形結(jié)構(gòu)，鉆孔刀具前端面及前端部外圓周面上均設(shè)置有若干個第一金剛石刀頭，鉆孔刀具內(nèi)部沿垂直方向設(shè)置有通水孔，鉆孔刀具后端設(shè)置有滑動連接在高壓水腔內(nèi)壁的滑座，高壓水腔內(nèi)壁沿軸向方向設(shè)置有花鍵槽，滑座外圓周均勻設(shè)置有與花鍵槽滑動配合的花鍵，高壓水腔內(nèi)壁的前部固定設(shè)置有限定滑座位置的環(huán)形擋圈；

擴(kuò)孔刀具的內(nèi)側(cè)面、前端邊沿和外側(cè)面均設(shè)置有若干個第二金剛石刀頭，每個擴(kuò)孔刀具的前端均通過銷軸鉸接在鉆擴(kuò)孔桿前端，銷軸平行于鉆擴(kuò)孔桿的切線方向，擴(kuò)孔刀具的后端內(nèi)側(cè)設(shè)置有位于擴(kuò)孔刀具和鉆孔刀具之間的凸塊，凸塊后側(cè)與環(huán)形擋圈之間設(shè)置有拉伸彈簧，在拉伸彈簧的作用下，以銷軸為鉸接點(diǎn)，凸塊內(nèi)側(cè)設(shè)置有金剛石耐磨層，金剛石耐磨層與鉆孔刀具的圓錐面頂壓配合；

步驟（2）的具體過程為：將鉆桿的后端安裝到鉆機(jī)的動力輸出端上，把高壓水管通過高壓旋轉(zhuǎn)密封接頭與鉆桿的后端連接，將鉆擴(kuò)孔桿的后端插到鉆桿前端內(nèi)部與鉆桿同軸向螺紋連接為一體；

步驟（3）的具體過程為：在開始鉆孔前，擴(kuò)孔刀具在拉伸彈簧的作用下處于收縮狀態(tài)，擴(kuò)孔刀具的前端內(nèi)側(cè)與鉆孔刀具的前部外圓周接觸；打開高壓水管上的閥門，啟動鉆機(jī)，高壓水通過鉆桿內(nèi)部的水孔進(jìn)入鉆擴(kuò)孔桿內(nèi)部的注水孔，高壓水進(jìn)入到高壓水腔內(nèi)后對滑座后側(cè)面頂壓，由于鉆孔刀具內(nèi)的通水孔的直徑相對于高壓水腔的直徑要小得多，所以高壓水會將鉆孔刀具的滑座向前頂，從而使鉆孔刀具向前伸長，又由于環(huán)形擋圈的阻擋，使鉆孔刀具的滑座不至于脫離高壓水腔；鉆孔刀具的外圓周由于是前粗后細(xì)的圓錐體結(jié)構(gòu)，在拉伸彈簧的作用下，鉆孔刀具的外圓周面與凸塊的內(nèi)端下部始終保持頂壓接觸，隨著鉆孔刀具向前移動，凸塊以銷軸為中心線向后轉(zhuǎn)動，擴(kuò)孔刀具也以銷軸為中心線向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，在鉆孔過程中擴(kuò)孔刀具的旋轉(zhuǎn)直徑始終小于鉆孔刀具的旋轉(zhuǎn)直徑；與此同時，鉆機(jī)驅(qū)動鉆桿和鉆擴(kuò)孔桿高速旋轉(zhuǎn)，鉆擴(kuò)孔桿通過花鍵與花鍵槽的配合帶動鉆孔刀具旋轉(zhuǎn)，鉆孔刀具前端的第一金剛石刀頭對巷道壁進(jìn)行鉆孔，直到鉆孔達(dá)到設(shè)定深度后停止鉆桿向前移動；逐漸減小水壓，由于鉆孔刀具前端與孔底之間的壓力推動鉆孔刀具向后移動，鉆孔刀具后端的滑座就沿高壓水腔向后移動，鉆孔刀具的外圓錐面會驅(qū)動擴(kuò)孔刀具下端內(nèi)側(cè)設(shè)置的凸塊以銷軸為中心線向前轉(zhuǎn)動，拉伸彈簧進(jìn)一步被拉伸，擴(kuò)孔刀具也以銷軸為中心線向外旋轉(zhuǎn)，擴(kuò)孔刀具的旋轉(zhuǎn)直徑逐漸增大，隨著水壓的降低，鉆孔刀具的滑座會下降到高壓水腔的最后部，這時擴(kuò)孔刀具向外張開到最大，擴(kuò)孔直徑也達(dá)到最大，擴(kuò)孔刀具及擴(kuò)孔刀具上的第二金剛石刀頭對錨固孔的孔底進(jìn)行擴(kuò)孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨固孔一體式鉆孔擴(kuò)孔施工方法，其特征在于：步驟（4）的具體過程為：擴(kuò)孔完成后，再加大水壓，高壓水在高壓水腔內(nèi)驅(qū)動滑座在高壓水腔內(nèi)向前移動，鉆孔刀具也向前移動，凸塊與鉆孔刀具的外圓錐面接觸處的外徑逐漸減小，凸塊在拉伸彈簧的作用下，凸塊以銷軸為中心線向后轉(zhuǎn)，擴(kuò)孔刀具也以銷軸為中心線向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，擴(kuò)孔刀具的旋轉(zhuǎn)直徑逐漸減小，直到擴(kuò)孔刀具的旋轉(zhuǎn)直徑小于等于鉆孔刀具的最大鉆孔直徑后，向后拉動鉆桿，將一體式鉆孔擴(kuò)孔裝置退出鉆孔，關(guān)閉高壓水管上的閥門，關(guān)閉鉆機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨固孔一體式鉆孔擴(kuò)孔施工方法，其特征在于：注水孔前端與高壓水腔后端之間通過前大后小的喇叭口過渡。