平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于巖、土鉆孔技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法。其包括框架、渣斗、活塞沖擊器、鑿巖頭、雙向步進(jìn)活塞和氣控閥?？蚣馨ü潭蚣芎鸵苿?dòng)框架，固定框架上安裝橫向移動(dòng)框架和渣斗，移動(dòng)框架上固接活塞沖擊器、雙向步進(jìn)活塞、氣控閥，活塞沖擊器下端連接鑿巖頭。活塞沖擊器側(cè)壁上設(shè)有回程出氣管和進(jìn)程出氣管，通過(guò)氣控閥與雙向步進(jìn)活塞連接使其橫向移動(dòng)，氣控閥提供雙向步進(jìn)活塞進(jìn)、出氣轉(zhuǎn)換，并控制其在回程出氣時(shí)移動(dòng)。這樣，可以保證活塞沖擊器進(jìn)程沖擊時(shí)鑿巖頭破巖，回程復(fù)位時(shí)鑿巖頭移位，達(dá)到平移沖擊成孔的效果。因?yàn)槭瞧叫幸苿?dòng)，可以保證非圓形成孔。
【專利說(shuō)明】
平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于巖、土鉆孔技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的在土木工程中，巖、土體中成孔是一個(gè)十分重要的技術(shù)。例如邊坡工程中的抗滑粧、建筑中的粧基礎(chǔ)、橋梁工程中的橋墩、大型設(shè)備的基礎(chǔ)、隧道通風(fēng)管道等等，都需要在巖、土體中成孔。就成孔方法而言，主要有兩大類:機(jī)械成孔與人工挖掘成孔。其中，機(jī)械成孔主要靠轉(zhuǎn)動(dòng)提供破巖(土)動(dòng)力或變化鑿巖點(diǎn)位置，因此，只能形成圓形孔。但是，圓形截面結(jié)構(gòu)與矩形或其它截面形狀的結(jié)構(gòu)相比，抗彎性能差很多。在很多情況下，結(jié)構(gòu)需要有足夠的受彎能力。例如邊坡工程中的抗滑粧就是以受彎為主，對(duì)于有指定方向上有水平荷載的建筑，基礎(chǔ)粧也需要有抗彎能力，等等。因此，在很多情況下巖、土圓形成孔不能滿足工程要求。不幸的是到目前為止，巖、土非圓形成孔還是采用以人工為主的方法進(jìn)行。雖然可以輔助切割機(jī)、風(fēng)鎬、取芯機(jī)等工具，終究離不開(kāi)人在孔中的局面。人工挖孔面臨很多問(wèn)題:人力成本大幅度上升，提高了工程造價(jià);成孔過(guò)程人在孔中，安全得不到保障，在復(fù)雜巖土體中更是如此;成孔時(shí)間長(zhǎng)，工期得不到保證。特別是人員安全問(wèn)題一直未解決，國(guó)家主管部門已經(jīng)對(duì)人工挖孔進(jìn)行了限制，需要組織專家評(píng)估才能進(jìn)行。非圓形機(jī)械成孔技術(shù)的滯后，已是工程建設(shè)中的一大難題，但是到目前為止均未見(jiàn)有效突破。
[0003]現(xiàn)有鉆孔機(jī)械不能實(shí)施非圓成孔的原因在于:破巖動(dòng)力來(lái)自于機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩；或者破巖點(diǎn)位置的改變來(lái)自于機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)。所以轉(zhuǎn)動(dòng)是現(xiàn)行鉆孔機(jī)械的必要因素。采用轉(zhuǎn)動(dòng)形成的孔就離不開(kāi)圓形，即使想做成橢圓孔都難，這是成孔原理所注定的。對(duì)于沖擊破巖而言，通過(guò)圓形轉(zhuǎn)動(dòng)改變沖擊點(diǎn)理想位置也是一件難辦的事。因?yàn)榛￠L(zhǎng)與距圓心的距離有關(guān)，很難做到等距離移動(dòng)，而對(duì)于同一種巖體而言，只有等距離移動(dòng)才是功效最高的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有鉆孔機(jī)械不能實(shí)施的非圓形成孔。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:平移式鑿巖成孔機(jī)，包括框架、渣斗、活塞沖擊器、鑿巖頭、雙向步進(jìn)活塞和氣控閥，框架包括固定框架和移動(dòng)框架，固定框架上安裝橫向移動(dòng)的移動(dòng)框架和渣斗，移動(dòng)框架上固接活塞沖擊器、雙向步進(jìn)活塞、氣控閥;活塞沖擊器下端連接鑿巖頭，活塞沖擊器的側(cè)壁上設(shè)有回程出氣口和進(jìn)程出氣口；氣控閥包括矩形活塞缸、氣控活塞缸、定位活塞，氣控活塞缸與矩形活塞缸并連，定位活塞與矩形活塞缸兩端連接;所述矩形活塞缸上設(shè)第一進(jìn)氣口、第二進(jìn)氣口、第一出氣口、第二出氣口，矩形活塞缸內(nèi)設(shè)矩形導(dǎo)氣空心活塞，矩形導(dǎo)氣空心活塞上設(shè)有與第一進(jìn)氣口、第二進(jìn)氣口、第一出氣口、第二出氣口和對(duì)應(yīng)的換氣口，所述氣控活塞缸上設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣口和兩個(gè)出氣口，兩個(gè)進(jìn)氣口分別與矩形活塞缸第一出氣口和第二出氣口連通，兩個(gè)出氣口連接雙向步進(jìn)活塞，氣控活塞缸內(nèi)部設(shè)有氣控活塞，氣控活塞兩端連接有導(dǎo)氣筒，導(dǎo)氣筒壁設(shè)有導(dǎo)氣孔且兩端還分別設(shè)有第一側(cè)出氣口和第二側(cè)出氣口，導(dǎo)氣孔隨氣控活塞移動(dòng)連通雙向步進(jìn)活塞，所述定位活塞端頭橫向伸出移動(dòng)框架外邊緣且伸出長(zhǎng)度大于第一進(jìn)氣口直徑;所述雙向步進(jìn)活塞包括步進(jìn)活塞缸、環(huán)形活塞和步進(jìn)活塞軸，環(huán)形活塞套設(shè)于步進(jìn)活塞缸內(nèi)部且在步進(jìn)活塞缸中部移動(dòng)，步進(jìn)活塞軸貫穿步進(jìn)活塞缸和環(huán)形活塞且在步進(jìn)活塞缸、環(huán)形活塞內(nèi)移動(dòng)，兩端與固定框架連接，步進(jìn)活塞缸固定在移動(dòng)框架上且其上設(shè)有回程進(jìn)/出氣孔和進(jìn)程進(jìn)/出氣孔，步進(jìn)活塞缸和環(huán)形活塞上均設(shè)有止退銷，止退銷后面設(shè)置有彈簧，步進(jìn)活塞軸沿周向均勻四條單向止退槽，鄰排的單向止退槽反向設(shè)置，弧形滑槽設(shè)置在止退槽分布范圍的兩端，弧形滑槽底部設(shè)有止退臺(tái)階。
[0006]采用上述技術(shù)方案，運(yùn)行時(shí):主進(jìn)氣管作用于活塞沖擊器，啟動(dòng)活塞沖擊器中沖擊活塞向下運(yùn)動(dòng)，沖擊下部鑿巖頭，同時(shí)沖擊活塞缸下部部分高壓氣通過(guò)進(jìn)程出氣口進(jìn)入進(jìn)程出氣管;鑿巖頭侵入巖體;進(jìn)程出氣管中高壓氣通過(guò)氣控閥進(jìn)入雙向步進(jìn)活塞，啟動(dòng)其中環(huán)形活塞反向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)活塞沖擊器中沖擊活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沖擊活塞缸上部高壓氣通過(guò)回程出氣口進(jìn)入回程出氣管，回程出氣管中高壓氣通過(guò)氣控閥進(jìn)入雙向步進(jìn)活塞，啟動(dòng)其中環(huán)形活塞和步進(jìn)活塞軸正向運(yùn)動(dòng)，迫使雙向步進(jìn)活塞缸、移動(dòng)框架和其上沖擊活塞缸正向運(yùn)動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)，鑿巖頭也平行移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng);重復(fù)上述過(guò)程，移動(dòng)框架一直正向移動(dòng)，下部鑿巖頭按設(shè)計(jì)步長(zhǎng)改變位置沖擊破巖；當(dāng)移動(dòng)框架正向移動(dòng)與固定框架接觸時(shí)，雙向步進(jìn)活塞自動(dòng)改變移動(dòng)方向，這時(shí)氣控閥上定位活塞接觸固定框架，交換進(jìn)程出氣管、回程出氣管中的高壓氣流向，始終保持活塞沖擊器中沖擊活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)移動(dòng)框架上的結(jié)構(gòu)移動(dòng)，重復(fù)上述過(guò)程，達(dá)到破巖、成孔目的。破巖形成的巖石碎肩，通過(guò)高壓送風(fēng)沿固定框架與孔壁之間空隙吹出，落入上部渣斗。渣滿后，取出渣斗棄渣。通過(guò)上述技術(shù)方案，鑿巖頭平行移動(dòng)破巖，可以保證非圓形孔成孔。
[0007]雙向步進(jìn)活塞工作時(shí)，由回程進(jìn)/出氣孔和進(jìn)程進(jìn)/出氣孔單向交換送氣和排氣。首先回程進(jìn)/出氣孔進(jìn)氣，進(jìn)程進(jìn)/出氣孔排氣，環(huán)形活塞帶動(dòng)步進(jìn)活塞軸正向移動(dòng)一個(gè)步進(jìn)量，步進(jìn)活塞缸上兩端止退銷滑移退出單向止退槽，進(jìn)入下一個(gè)單向止退槽，完成一次步進(jìn)；當(dāng)進(jìn)程進(jìn)/出氣孔開(kāi)始進(jìn)氣，回程進(jìn)/出氣孔排氣時(shí)，環(huán)形活塞反向移動(dòng)一個(gè)步進(jìn)量，其上止退銷滑移退出單向止退槽，步進(jìn)活塞缸上兩端止退銷置于止退槽內(nèi)，防止步進(jìn)活塞軸反向移動(dòng)，為環(huán)形活塞第二次向正向移動(dòng)提供空間；重復(fù)以上過(guò)程，實(shí)現(xiàn)回程進(jìn)氣驅(qū)動(dòng)下正向步進(jìn)移動(dòng)。當(dāng)步進(jìn)活塞軸移動(dòng)至單向止退滑槽端部時(shí)，步進(jìn)活塞缸上兩端止退銷進(jìn)入弧形滑槽，迫使步進(jìn)活塞軸旋轉(zhuǎn)。環(huán)形活塞對(duì)應(yīng)的單向止退滑槽變?yōu)榭蓹M移單向止退槽，容許步進(jìn)活塞軸旋轉(zhuǎn)?；⌒位凵希床竭M(jìn)量設(shè)置有止退臺(tái)階，防止反轉(zhuǎn)和倒退。按上述步驟可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)活塞軸旋轉(zhuǎn)90°的目的。步進(jìn)活塞軸旋轉(zhuǎn)90°后，其上兩側(cè)的反向單向止退滑槽移動(dòng)至步進(jìn)活塞缸上、下部位，進(jìn)入止退銷控制范圍。原來(lái)的正向單向止退滑槽轉(zhuǎn)向兩側(cè)而失效。這時(shí)，正向移動(dòng)結(jié)束，反向移動(dòng)開(kāi)始。反向步進(jìn)移動(dòng)原理與正向步進(jìn)移動(dòng)相同，反向移動(dòng)轉(zhuǎn)換為正向移動(dòng)也是同樣原理。
[0008]氣控閥工作時(shí)，第一進(jìn)氣口、第二進(jìn)氣口與第一出氣口、第二出氣口直通的條件下，當(dāng)移動(dòng)框架移動(dòng)到與固定框架相接觸時(shí)，定位活塞向左移動(dòng)一個(gè)控制量，帶動(dòng)矩形導(dǎo)氣空心活塞移動(dòng)，第一進(jìn)氣口的氣流從第二出氣口流出，第二進(jìn)氣口的氣流從第一出氣口流出，完成進(jìn)氣道轉(zhuǎn)換，反之亦然，完成進(jìn)氣通道的轉(zhuǎn)換功能。由進(jìn)氣通道轉(zhuǎn)換過(guò)的氣體進(jìn)入氣道進(jìn)、出轉(zhuǎn)換裝置后，當(dāng)從第一出氣口進(jìn)氣時(shí)，迫使氣控活塞向右移動(dòng)，這時(shí)第二出氣口封閉，雙向步進(jìn)活塞排出的氣體通過(guò)第二側(cè)出氣口排出。同理，當(dāng)從第二出氣口進(jìn)氣時(shí)，雙向步進(jìn)活塞排除的氣體通過(guò)第一側(cè)出氣口排出，由此完成雙向步進(jìn)活塞進(jìn)、出氣轉(zhuǎn)換。
[0009]進(jìn)一步，所述矩形導(dǎo)氣空心活塞上分別設(shè)有四個(gè)進(jìn)氣的換氣口和四個(gè)出氣的換氣
□ O
[0010]進(jìn)一步，所述移動(dòng)框架上、下及兩側(cè)均設(shè)有滾軸。
[0011 ]進(jìn)一步，所述固定框架上設(shè)有定向控制條，防止成孔發(fā)生偏移。
[0012]進(jìn)一步，所述移動(dòng)框架底部設(shè)有柔性封底，防止成孔過(guò)程中巖土粉塵進(jìn)入成孔機(jī)內(nèi)部。
[0013]進(jìn)一步，所述渣斗側(cè)壁為翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，便于出渣。
[0014]進(jìn)一步，平移式鑿巖成孔方法，包括以下步驟:a、根據(jù)成孔巖土特性，選擇性組合活塞沖擊器和鑿巖頭上刃具，并且設(shè)置步進(jìn)活塞步長(zhǎng)量;b、將組合后形成的平移式鑿巖成孔機(jī)放置在初始定位裝置上，調(diào)整好成孔位置和方向；c、啟動(dòng)空壓機(jī)送氣，平移式鑿巖成孔機(jī)開(kāi)始成孔，待機(jī)身深入地表以下時(shí)，松開(kāi)初始定位裝置，平移鑿巖成孔機(jī)自行掘進(jìn)，成孔過(guò)程中，整個(gè)鑿巖頭和其上刃具進(jìn)行平移沖擊破巖;d、平移式鑿巖成孔機(jī)上部渣斗盛滿土石方后，利用提升裝置將平移式鑿巖成孔機(jī)提出孔外出渣;e、利用提升裝置重新將平移式鑿巖成孔機(jī)放入孔中，重復(fù)以上步驟，直到成孔完畢。
[0015]進(jìn)一步，所述步驟c中，鑿巖頭上每個(gè)刃具均等距離平行移動(dòng)，這樣可以有效控制平移沖擊破巖成孔。
[0016]本發(fā)明效果:
[0017]1、鑿巖頭上每個(gè)破巖刃具都是按最佳破巖效果設(shè)計(jì)的等距離平行移動(dòng)，避免了傳統(tǒng)鉆機(jī)弧形移動(dòng)使鑿巖頭上破巖刃具不能等距離移動(dòng)的弊病，可明顯提高破巖效果；
[0018]2、平移式鑿巖成孔機(jī)采用平行移動(dòng)，而不是傳統(tǒng)鉆機(jī)的弧形移動(dòng)破巖，從根本上改變了破巖移動(dòng)方式，可以進(jìn)行矩形、T形、工字形等很多孔形的成孔。這種破巖方式不僅結(jié)束了非圓形孔必須人工開(kāi)挖的局面，有可能導(dǎo)致傳統(tǒng)圓弧形移動(dòng)破巖辦不到一系列新技術(shù)產(chǎn)生；
[0019]3、平移式鑿巖成孔機(jī)動(dòng)力由柔性高壓氣管提供，不需要專門的機(jī)架，可以在空間很狹小環(huán)境下與已有建筑物零距離施工，傳統(tǒng)鉆機(jī)不可能做到這一點(diǎn)，更不用說(shuō)實(shí)施矩形等非圓成孔，在這方面，本發(fā)明填補(bǔ)了空白。
[0020]4、平移式鑿巖成孔機(jī)不需要專門的機(jī)架，為一孔多機(jī)施工提供了可能?？勺龀蓡卧煽讬C(jī)，多機(jī)組合在一起，挖掘更大的、形狀不同的孔，這在以前是不可能想象的；
[0021]5、平移式鑿巖成孔機(jī)采用多沖擊器組合成孔，除了爆破、錨桿孔等分散小孔鉆機(jī)以外，組合大孔的實(shí)施至今未見(jiàn)此種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是:多沖擊器組合尺度、孔形變化豐富，可實(shí)施不同要求的孔形、尺度的成孔;動(dòng)能配置靈活，可采用不同功率的空壓機(jī)進(jìn)行組合，提高設(shè)備使用率和機(jī)動(dòng)性；
[0022]6、平移式鑿巖成孔機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、技術(shù)難度不高、可實(shí)施性好、容易推廣應(yīng)用。平移式鑿巖成孔機(jī)屬于中小型設(shè)備，購(gòu)置、運(yùn)輸、使用方便，但是又能夠組合起來(lái)完成大型設(shè)備不能完成的大型孔施工。所述雙向步進(jìn)活塞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、出力大、步進(jìn)量準(zhǔn)確可調(diào)，能夠有效提供鑿巖頭的步進(jìn)移動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明平移式鑿巖成孔機(jī)的立剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明平移式鑿巖成孔機(jī)的側(cè)剖面視圖
[0025]圖3為本發(fā)明平移式鑿巖成孔機(jī)氣控閥部位的橫剖面視圖
[0026]圖4為本發(fā)明平移式鑿巖成孔機(jī)中活塞沖擊器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明平移式鑿巖成孔機(jī)中雙向步進(jìn)活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明平移式鑿巖成孔機(jī)中氣控閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7為本發(fā)明平移式鑿巖成孔機(jī)實(shí)施例2中多機(jī)組合成孔示意圖；
[0030]圖8為本發(fā)明平移式鑿巖成孔機(jī)實(shí)施例3中活塞沖擊器的組合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖9為本發(fā)明平移式鑿巖成孔機(jī)實(shí)施例4中傾斜成孔示意圖
[0032]圖中:1、主進(jìn)氣管;2、渣斗；3、翻轉(zhuǎn)棄渣側(cè)板;4、固定框架;5、氣控閥；6、回程出氣管;7、移動(dòng)框架;8、活塞沖擊器;9、進(jìn)程出氣管；10、雙向步進(jìn)活塞；11、鑿巖頭；12、滾軸；13、柔性封底；14、步進(jìn)活塞進(jìn)出氣管；15、定向控制條；16、回程出氣口； 17、進(jìn)程出氣口； 18、沖擊活塞缸；19、沖擊活塞；20弧形滑槽;21、止退銷；22、回程進(jìn)/出氣孔;23、進(jìn)程進(jìn)/出氣孔；24、單向止退槽;25、步進(jìn)活塞軸;26、步進(jìn)活塞缸;27、環(huán)形活塞;28、彈簧;29、止退臺(tái)階;30、步進(jìn)量;32、步進(jìn)調(diào)節(jié)環(huán);33、定位活塞;34、矩形活塞缸;35、矩形導(dǎo)氣空心活塞；36、氣控活塞缸;37、氣控活塞;38、導(dǎo)氣筒;39、第二側(cè)出氣口；40、第一側(cè)出氣口；41、第一進(jìn)氣口；42、第二進(jìn)氣口；43、第一出氣口；44、第二出氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0034]實(shí)施例1
[0035]如圖1、2、3、4、5、6所示:平移式鑿巖成孔機(jī)，包括框架、渣斗2、活塞沖擊器8、鑿巖頭11、雙向步進(jìn)活塞10和氣控閥5，框架包括固定框架4和移動(dòng)框架7，固定框架4上安裝橫向移動(dòng)的移動(dòng)框架7和渣斗2，移動(dòng)框架7上固接活塞沖擊器8、雙向步進(jìn)活塞10、氣控閥5;活塞沖擊器8下端連接鑿巖頭11，活塞沖擊器8的側(cè)壁上設(shè)有回程出氣口 16和進(jìn)程出氣口 17;氣
闊5包括矩形活塞缸34、氣彳活塞缸36、走位活塞3 3，氣fe活塞缸36與矩形活塞缸34并連，定位活塞33與矩形活塞缸34兩端連接;所述矩形活塞缸34上設(shè)第一進(jìn)氣口 41、第二進(jìn)氣口42、第一出氣口 43、第二出氣口 44，矩形活塞缸34內(nèi)設(shè)矩形導(dǎo)氣空心活塞35，矩形導(dǎo)氣空心活塞35上設(shè)有與第一進(jìn)氣口 41、第二進(jìn)氣口 42、第一出氣口 43、第二出氣口 44和對(duì)應(yīng)的換氣口，所述氣控活塞缸36上設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣口和兩個(gè)出氣口，兩個(gè)進(jìn)氣口分別與矩形活塞缸第一出氣口 43和第二出氣口 44連通，兩個(gè)出氣口連接雙向步進(jìn)活塞10，氣控活塞缸36內(nèi)部設(shè)有氣控活塞37，氣控活塞37兩端連接有導(dǎo)氣筒38，導(dǎo)氣筒38壁上設(shè)有導(dǎo)氣孔且兩端還分別設(shè)有第一側(cè)出氣口 40和第二側(cè)出氣口 39，導(dǎo)氣筒38隨氣控活塞37移動(dòng);所述定位活塞33端頭橫向伸出移動(dòng)框架7外邊緣且伸出長(zhǎng)度大于第一進(jìn)氣口 41直徑;所述雙向步進(jìn)活塞10包括步進(jìn)活塞缸26、環(huán)形活塞27和步進(jìn)活塞軸25，環(huán)形活塞27套設(shè)于步進(jìn)活塞缸26內(nèi)部且在步進(jìn)活塞缸26中部移動(dòng)，步進(jìn)活塞軸25貫穿步進(jìn)活塞缸26和環(huán)形活塞27且在步進(jìn)活塞缸26、環(huán)形活塞27內(nèi)移動(dòng)，兩端與固定框架4連接，步進(jìn)活塞缸26固定在移動(dòng)框架7上且其上設(shè)有回程進(jìn)/出氣孔22和進(jìn)程進(jìn)/出氣孔23，步進(jìn)活塞缸26和環(huán)形活塞25上均設(shè)有止退銷21，止退銷21后面設(shè)置有彈簧28，步進(jìn)活塞軸25沿周向均勻四條單向止退槽24，鄰排的單向止退槽24反向設(shè)置，弧形滑槽20設(shè)置在單向止退槽24分布范圍的兩端，弧形滑槽20底部設(shè)有止退臺(tái)階29。所述矩形導(dǎo)氣空心活塞35上分別設(shè)有四個(gè)進(jìn)氣的換氣口和四個(gè)出氣的換氣口。所述移動(dòng)框架7上、下及兩側(cè)均設(shè)有滾軸12。所述固定框架4上設(shè)有定向控制條15。所述移動(dòng)框架7底部設(shè)有柔性封底13。所述渣斗7側(cè)壁為翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
[0036]平移式鑿巖成孔方法，包括一下步驟:a、根據(jù)成孔巖土特性，選擇性組合活塞沖擊器8和鑿巖頭11上刃具，并且設(shè)置雙向步進(jìn)活塞10步長(zhǎng)量;b、將組合后形成的平移式鑿巖成孔機(jī)放置在初始定位裝置上，調(diào)整好成孔位置和方向；c、啟動(dòng)空壓機(jī)送氣，平移式鑿巖成孔機(jī)開(kāi)始成孔，待機(jī)身深入地表以下時(shí)，松開(kāi)初始定位裝置，平移鑿巖成孔機(jī)自行掘進(jìn)，成孔過(guò)程中，整個(gè)鑿巖頭11和其上刃具進(jìn)行平移沖擊破巖;d、平移式鑿巖成孔機(jī)上部渣斗2盛滿土石方后，利用提升裝置將平移式鑿巖成孔機(jī)提出孔外出渣;e、利用提升裝置重新將平移式鑿巖成孔機(jī)放入孔中，重復(fù)以上步驟，直到成孔完畢。同時(shí)，所述步驟c中，鑿巖頭上每個(gè)刃具均等距離平行移動(dòng)。
[0037]本發(fā)明運(yùn)行時(shí):高壓氣通過(guò)設(shè)置在渣斗2—側(cè)的主進(jìn)氣管I進(jìn)入下部移動(dòng)框架7上的活塞沖擊器8，啟動(dòng)活塞沖擊器8中沖擊活塞19向下運(yùn)動(dòng)，沖擊下部鑿巖頭11，同時(shí)沖擊活塞缸18下部部分高壓氣通過(guò)進(jìn)程出氣口 17進(jìn)入進(jìn)程出氣管9;鑿巖頭11侵入巖體;進(jìn)程出氣管9中高壓氣通過(guò)氣控閥5進(jìn)入雙向步進(jìn)活塞10，啟動(dòng)其中步進(jìn)活塞軸25反向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)活塞沖擊器8中沖擊活塞19向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沖擊活塞缸18上部高壓氣通過(guò)回程出氣口 16進(jìn)入回程出氣管6，回程出氣管6中高壓氣通過(guò)氣控閥5進(jìn)入雙向步進(jìn)活塞10，啟動(dòng)其中步進(jìn)活塞軸25正向運(yùn)動(dòng)，迫使雙向步進(jìn)活塞缸26、移動(dòng)框架7和其上固定物正向運(yùn)動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)，鑿巖頭11也平行移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng);重復(fù)上述過(guò)程，移動(dòng)框架7—直正向移動(dòng)，下部鑿巖頭11按設(shè)計(jì)步長(zhǎng)改變位置沖擊破巖；當(dāng)移動(dòng)框架7正向移動(dòng)與固定框架4接觸時(shí)，雙向步進(jìn)活塞10自動(dòng)改變運(yùn)動(dòng)方，這時(shí)氣控閥上定位活塞33接觸固定框架4，交換進(jìn)程出氣管9、回程出氣管6中的高壓氣流向，始終保持活塞沖擊器8中沖擊活塞19向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)移動(dòng)框架7上的結(jié)構(gòu)移動(dòng)；重復(fù)上述過(guò)程，達(dá)到破巖、成孔目的。破巖形成的巖石碎肩，通過(guò)高壓送風(fēng)沿固定框架4與孔壁之間空隙吹出，落入上部渣斗2。渣滿后，取出渣斗2棄渣。固定框架4外面設(shè)有定向控制條15，防止成孔發(fā)生偏移。
[0038]采用輔助定位和取出裝置或機(jī)械，在設(shè)計(jì)成孔位置，保持好平移式鑿巖成孔機(jī)的成孔方向。啟動(dòng)平移式鑿巖成孔機(jī)鑿巖，成孔機(jī)下沉。待成孔深度大于平移式鑿巖成孔機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度以后，撤除輔助定位和取出裝置或機(jī)械，平移式鑿巖成孔機(jī)自行下沉鑿巖。輔助定位和取出裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制作臨時(shí)裝置，也可以做成專門裝置或機(jī)械。主張做成叉車尺度的定位和取出機(jī)械，采用電磁的方法與平移式鑿巖成孔機(jī)連接，便于固定和放開(kāi)平移式鑿巖成孔機(jī)(以下稱這種機(jī)械為“電磁輔助機(jī)”)。這種定位機(jī)械尺寸小，可進(jìn)入室內(nèi)施工，連接和放開(kāi)時(shí)不需要人工作業(yè)，施工快捷、方便。一般而言，一個(gè)輔助定位裝置或機(jī)械可以提供多臺(tái)成孔機(jī)的定位。繼續(xù)啟動(dòng)平移式鑿巖成孔機(jī)，平移式鑿巖成孔機(jī)按最初定位方向鑿巖下沉。平移式鑿巖成孔機(jī)鑿巖的同時(shí)，產(chǎn)生的高壓氣從固定框架4與孔壁之間的空隙排出，將鑿巖產(chǎn)生的碎肩吹出至平移式鑿巖成孔機(jī)上部。碎肩上行到平移式鑿巖成孔機(jī)上部后，空間擴(kuò)大使高壓氣降壓，碎肩下沉，落入渣斗2，不需要使用強(qiáng)風(fēng)將碎肩吹出孔夕卜。渣斗2盛滿后，采用輔助定位、取出裝置或機(jī)械將平移式鑿巖成孔機(jī)提升至孔外，卸出渣斗2內(nèi)的巖土碎肩。渣斗2也可以設(shè)計(jì)成與平移式鑿巖成孔機(jī)分離，只要采取措施最后將平移式鑿巖成孔機(jī)取出就行。最后形成與平移式鑿巖成孔機(jī)平面形狀相同的非圓形孔。
[0039]實(shí)施例2
[0040]如圖7所示，與實(shí)施例1不同的是采用四個(gè)平移式鑿巖成孔機(jī)組合成孔。由于本發(fā)明的平移式鑿巖成孔機(jī)一旦進(jìn)入巖體后，不需要機(jī)架，可多個(gè)成孔機(jī)組合使用而不存在機(jī)架沖突的情況。因此，可根據(jù)常用尺寸做成一些單元成孔機(jī)，用單元成孔機(jī)進(jìn)行組合，形成圖7所示的，由四個(gè)平移式鑿巖成孔機(jī)同時(shí)成孔的情況，最后形成T孔。按此方法，還可采用多臺(tái)平移式鑿巖成孔機(jī)進(jìn)行組合，完成矩形、L形、工字形、多邊形等各種不同形狀的成孔。此外，還可以用小型機(jī)組合施工成大孔。多個(gè)成孔機(jī)組合成孔時(shí)，相鄰成孔機(jī)通過(guò)在定向控制條15上設(shè)卡扣連接方式相互連接，形成一個(gè)整體機(jī)。也可不加固定，相鄰成孔機(jī)通過(guò)在定向控制條15相互接觸。多個(gè)成孔機(jī)組合成孔時(shí)，巖石碎肩通過(guò)相鄰成孔機(jī)定向控制條之間空隙和殼體框架4與孔壁之間的空隙進(jìn)入渣斗2。渣滿后，分批或一起從孔內(nèi)提出卸渣。
[0041 ] 實(shí)施例3
[0042]如圖8所示，與實(shí)施例1、2不同的是將活塞沖擊器增加到七個(gè)，形成更大的T形成孔機(jī)。按此方法，改變活塞沖擊器8的縱、橫排列和數(shù)量，可形成各種尺度和孔形的平移式鑿巖成孔機(jī)。平移式鑿巖成孔機(jī)做大以后，可以挖掘更大的，不同形狀的孔。相應(yīng)的供氣量增加，需要更大的提升力，工作方式與實(shí)施例1相同。
[0043]實(shí)施例4
[0044]如圖9所示，與實(shí)施例1、2、3不同的是進(jìn)行傾斜成孔。在成孔位置，采用機(jī)械或人工鑿打的方法，按孔的傾斜角度，將地面與平移式鑿巖成孔機(jī)接觸部位鑿打成斜面，便于安放成孔機(jī)。實(shí)施時(shí):采用初始定位裝置保持平移式鑿巖成孔機(jī)成孔方向；啟動(dòng)平移式鑿巖成孔機(jī)傾斜破巖;待機(jī)身全部進(jìn)入巖體后，撤除初始定位裝置;平移式鑿巖成孔機(jī)固定框架4上的定向控制條15與孔壁接觸，保證成孔方向不會(huì)改變;重復(fù)實(shí)施例1中步驟，完成傾斜成孔。對(duì)于直徑大于0.Sm的孔，傳統(tǒng)的鉆孔機(jī)很難實(shí)施傾斜成孔，本發(fā)明的這種功能有重要意義。傾斜成孔時(shí)，平移式鑿巖成孔機(jī)自重作用降低，成孔速度相應(yīng)較慢。如果實(shí)施水平或近水平成孔，需要對(duì)平移式鑿巖成孔機(jī)施加向前的推進(jìn)力。
[0045]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.平移式鑿巖成孔機(jī)，其特征在于，包括框架、渣斗、活塞沖擊器、鑿巖頭、雙向步進(jìn)活塞和氣控閥，框架包括固定框架和移動(dòng)框架，固定框架上安裝橫向移動(dòng)的移動(dòng)框架和渣斗，移動(dòng)框架上固接活塞沖擊器、雙向步進(jìn)活塞、氣控閥；活塞沖擊器下端連接鑿巖頭，活塞沖擊器的側(cè)壁上設(shè)有回程出氣口和進(jìn)程出氣口；氣控閥包括矩形活塞缸、氣控活塞缸、定位活塞，氣控活塞缸與矩形活塞缸并連，定位活塞與矩形活塞缸兩端連接;所述矩形活塞缸上設(shè)第一進(jìn)氣口、第二進(jìn)氣口、第一出氣口、第二出氣口，矩形活塞缸內(nèi)設(shè)矩形導(dǎo)氣空心活塞，矩形導(dǎo)氣空心活塞上設(shè)有與第一進(jìn)氣口、第二進(jìn)氣口、第一出氣口、第二出氣口和對(duì)應(yīng)的換氣口，所述氣控活塞缸上設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣口和兩個(gè)出氣口，兩個(gè)進(jìn)氣口分別與矩形活塞缸第一出氣口和第二出氣口連通，兩個(gè)出氣口連接雙向步進(jìn)活塞，氣控活塞缸內(nèi)部設(shè)有氣控活塞，氣控活塞兩端連接有導(dǎo)氣筒，導(dǎo)氣筒壁設(shè)有導(dǎo)氣孔且兩端還分別設(shè)有第一側(cè)出氣口和第二側(cè)出氣口，導(dǎo)氣孔隨氣控活塞移動(dòng)連通雙向步進(jìn)活塞，所述定位活塞端頭橫向伸出移動(dòng)框架外邊緣且伸出長(zhǎng)度大于第一進(jìn)氣口直徑;所述雙向步進(jìn)活塞包括步進(jìn)活塞缸、環(huán)形活塞和步進(jìn)活塞軸，環(huán)形活塞套設(shè)于步進(jìn)活塞缸內(nèi)部且在步進(jìn)活塞缸中部移動(dòng)，步進(jìn)活塞軸貫穿步進(jìn)活塞缸和環(huán)形活塞且在步進(jìn)活塞缸、環(huán)形活塞內(nèi)移動(dòng)，兩端與固定框架連接，步進(jìn)活塞缸固定在移動(dòng)框架上且其上設(shè)有回程進(jìn)/出氣孔和進(jìn)程進(jìn)/出氣孔，步進(jìn)活塞缸和環(huán)形活塞上均設(shè)有止退銷，止退銷后面設(shè)置有彈簧，步進(jìn)活塞軸沿周向均勻四條單向止退槽，鄰排的單向止退槽反向設(shè)置，弧形滑槽設(shè)置在止退槽分布范圍的兩端，弧形滑槽底部設(shè)有止退臺(tái)階。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法，其特征在于，所述矩形導(dǎo)氣空心活塞上分別設(shè)有四個(gè)進(jìn)氣的換氣口和四個(gè)出氣的換氣口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法，其特征在于，所述移動(dòng)框架上、下及兩側(cè)均設(shè)有滾軸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法，其特征在于，所述固定框架上設(shè)有定向控制條。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法，其特征在于，所述移動(dòng)框架底部設(shè)有柔性封底。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法，其特征在于，所述渣斗側(cè)壁為翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。7.平移式鑿巖成孔方法，其特征在于，包括以下步驟: a、根據(jù)成孔巖土特性，選擇性組合活塞沖擊器和鑿巖頭上刃具，并且設(shè)置步進(jìn)活塞步長(zhǎng)量； b、將組合后形成的平移式鑿巖成孔機(jī)放置在初始定位裝置上，調(diào)整好成孔位置和方向； C、啟動(dòng)空壓機(jī)送氣，平移式鑿巖成孔機(jī)開(kāi)始成孔，待機(jī)身深入地表以下時(shí)，松開(kāi)初始定位裝置，平移鑿巖成孔機(jī)自行掘進(jìn)，成孔過(guò)程中，整個(gè)鑿巖頭和其上刃具進(jìn)行平移沖擊破LU石； d、平移式鑿巖成孔機(jī)上部渣斗盛滿土石方后，利用提升裝置將平移式鑿巖成孔機(jī)提出孔外出渣； e、利用提升裝置重新將平移式鑿巖成孔機(jī)放入孔中，重復(fù)以上步驟，直到成孔完畢。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平移式鑿巖成孔機(jī)及成孔方法，其特征在于，所述步驟c中，鑿巖頭上每個(gè)刃具均等距離平行移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】E21B7/00GK106089030SQ201610664669
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月12日 公開(kāi)號(hào)201610664669.X, CN 106089030 A, CN 106089030A, CN 201610664669, CN-A-106089030, CN106089030 A, CN106089030A, CN201610664669, CN201610664669.X
【發(fā)明人】葉曉明
【申請(qǐng)人】葉曉明