[发明专利]用于岩石钻孔设备的钻具滑座

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻岩设备和方法。

本发明特别但不唯一地适用于矿山建设所用的钻岩设备和方法，为进行说明，本说明书将以这种应用为参照。但是，应当理解，本发明也可用于其它应用，例如通常的隧道建设、地基加固等。

背景技术

矿石的地下开采，例如煤、软岩和硬岩的开采需要在形成隧道的过程中逐步进行地下掘进。在所有硬岩应用中，通过钻孔、填药、爆破和清运的周期作业实现逐步掘进。在周期作业的钻孔阶段，在开掘面(drive)的封闭端钻出一定式样的孔。所述孔大致平行于掘进轴线。

在填药阶段，将炸药放入所钻的孔中，并通过引爆装置连接。在爆破阶段，引爆炸药，产生的爆破力使固体岩石破碎。在清运阶段，前端式装载机挖掘碎石，并将其通过翻斗提升到地表而卸下。该周期进程很好理解，并且是当前在硬岩逐步开凿中最具成本效益的手段。

该经证实的方法的不可避免的后果在于，岩石的破碎超出了所希望的隧道断面几何形状。这种岩石破碎会造成隧道顶面和/或侧壁不稳定。在重力作用下，大大小小的岩石碎片从拱顶和侧壁脱落。岩粒的粒径范围从微米级到立方米。大于网球的下落岩粒对人是致命的。

为保护矿工免受较大的下落岩粒伤害，进行岩体锚固/支网。该方法需要在“基部”(壁和顶部)钻孔并贴靠该“基部”支撑四方网，其网孔通常为50mm×50mm至150mm×150mm。将锚杆和固定板穿过该网插入所钻的孔中。岩体锚固限制了较大岩粒的下落，而较小的岩粒则被网保持或捕获。

向前钻孔(沿隧道的长度钻孔)所需的钻孔深度可达5米，而隧道顶面和侧面的钻孔需要大约3米的深度。通常使用安装在滑座上的冲击式岩石钻具进行钻孔。钎钢(钻头)在一端由冲头(钻具，钎子)支承，在另一端由导钻器支承。对于长钎钢，常需要中央稳固件。钻5米孔所需的钻具滑座组件的总长度约为6.5米，其包括钎钢、冲头、通常安装在冲头后的绕线架(hose guide spool)和钻具稳固件。典型的采矿断面的范围从3米×3米到6米×6米。因此，很难使用具有固定长度的钻具滑座机构来钻进给孔和锚杆孔。

解决该问题的一种方案是提供分别安装有适当长度的滑座的两个不同机械，或者使用安装有分离的进给装置的单个机械。分离的进给装置包括一个安装在另一滑座上以使该滑座长度可调的滑座。这些分离的进给装置是维修难度高的非常复杂的机构，并且在机械方面非常复杂且不可靠。

现有技术的另一实施例是使用利用伸缩式进给装置的钻具滑座。在钻具运动过程中，由于在可伸缩的延长件冲击岩面时滑动表面承受载荷而使该可伸缩的装置非常快速地磨损。另一问题在于，所述伸缩式延长件同时位于所有来自孔的地面岩石从中排出的岩面处。该排出的岩石迅速磨损伸缩式装置，从而使这种装置易损耗且不可靠。

本发明旨在提供一种用于钻孔设备的钻具滑座，该滑座能够克服现有技术的至少一个缺点。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种用于钻孔设备的钻具滑座，所述滑座用于可滑动地支承一冲头(drifter)，所述滑座包括：伸缩式杆，该伸缩式杆具有第一延长(细长)件，该第一延长件可相对于第二空心延长件伸缩地滑动；第一导轨，该第一导轨安装在所述冲头沿其行进的所述第二空心延长件上或与该第二空心延长件形成一体；其中，在伸出构型中，靠近所述第一延长件安装可拆卸的第二导轨，其中所述第二导轨与所述第一导轨首尾相接，从而使所述冲头能够沿所述第一和第二导轨滑动。

优选地，在第一延长件的自由端处或附近设置导钻器，当所述可拆卸的第二导轨靠近所述第一延长件安装时，该可拆卸的第二导轨由于所述第一延长件的缩回而被夹持在所述导钻器和所述第一导轨之间。

优选地，在所述第一延长件的自由端处或附近设置导钻器。

优选地，所述冲头通过包括进给伸展缸的进给系统沿所述第一导轨运动，所述冲头沿所述第一导轨以约两倍于所述进给伸展缸的速度的速率运动。

优选地，在所述进给伸展缸上固定轨道引导机构，至少一个进给轨道在所述轨道引导机构中滑动，所述进给轨道支承一中央稳固件。

优选地，在所述进给系统的伸出构型和未伸出构型中、以及在伸出构型和未伸出构型之间运动时，中央稳固件位于或靠近所述导钻器和所述冲头的中点。