[发明专利]一种低孔位炮孔钻进凿岩机及其钻孔定位方法

说明书

本发明涉及一种低孔位炮孔钻进凿岩机及钻孔定位方法，车架下方设置有多个车轮，车架的一端的两侧上铰接有支架，支架顶端固定吊索的一端；车架上还设置有方向盘和钻孔定位操作终端，车架框体的内部，设置方向盘的一端固定安装配重，配重上开设升降槽，联结装置套在配重上，联结装置与升降槽相卡接配合，联结装置内固定凿岩机的气腿；吊索的另一端捆绑在凿岩机的气腿端部上；凿岩机上安装有多个传感器，多个传感器与钻孔定位操作终端连接。本发明能够直接对掌子面下部及掌子面底部的低孔位炮孔进行钻进。

技术领域

本发明涉及隧道凿岩机施工技术领域，特别指一种低孔位炮孔钻进凿岩机及钻孔定位方法。

背景技术

在进行隧道施工时，钻爆法因具有经济、高效、适应能力强的明显优势作为隧道施工时的主要技术手段。通常隧道内施工空间狭小，在使用钻爆法施工时，大型凿岩台车因尺寸过大、操作困难、使用成本高等诸多限制因素而无法轻易展开，因此，型体轻巧、操作简便、自由度高的小型凿岩机得到广泛使用。当使用凿岩机对掌子面进行钻进时，凿岩机钎杆能直接接触岩体进而反馈出大量岩石信息，通过对这些信息进行处理不仅能反馈出围岩的质量情况，还能用于验证岩体勘察是否准确、预防工程地质灾害，但在实际进行隧道施工时并没有很好的对这些信息加以利用。因此如何高效利用这些岩石信息便尤为重要。

除此之外，在进行炮孔钻进时，隧道掌子面上同一区域内的炮孔参数应完全相同，然而在实际钻孔过程中，因人工使用凿岩机具有随意性、经验性，即在进行炮孔的钻进过程中凿岩机的使用完全凭借工人的习惯以及经验，使得最终形成的炮孔深度、炮孔倾角、炮孔方向、炮孔轨迹、炮孔孔底落点无法得到精确控制，致使掌子面上某一区域内本应具有相同参数的炮孔出现差异化，即各炮孔轨迹、深度、倾角、方向出现不同，各炮孔孔底落点不在同一平面内，使得炸药能量利用率降低、炮孔利用率下降、出现明显的超欠挖现象、爆破循环受到影响。因此如何对钻孔进行定位将变得至关重要。

在隧道施工中，需要在周边孔内布置炸药来炸出隧道的整体轮廓，在掏槽孔内布置炸药对隧道进行掏槽。周边孔布置在隧道轮廓周围，掏槽孔布置在掌子面中下方，然而当凿岩机对孔位较低的周边孔和掏槽孔进行钻进时，因凿岩机自身结构以及使用方法的限制，往往采用传统方法进行钻孔。传统方法为：在掌子面前方人为向下挖出一定深度的空间或竖向打孔炸出施工作业所需空间，给低孔位炮孔的钻进提供工作平台，再进行炮孔的钻进，结束后再进行回填加固，以此循环。传统方法虽解决了上述问题但却在一定程度上破坏了围岩整体性和稳定性，且后期施工容易发生沉降，因此急需一种低孔位炮孔钻进凿岩机来解决此问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种低孔位炮孔钻进凿岩机及钻孔定位方法，其目的在于解决(1)因凿岩机使用方式的限制无法直接对掌子面下部以及掌子面底部的低孔位炮孔进行钻进，尤其针对掌子面底部轮廓线周围的周边孔。(2)人为操控凿岩机导致无法确定钻孔轨迹、参数是否符合爆破设计，无法确定各炮孔孔底在同一断面上。(3)在钻进过程中不能很好的利用凿岩机反馈出来的信息，无法判断围岩等级以及围岩软硬程度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低孔位炮孔钻进凿岩机，所述凿岩机包括凿岩机和适配于凿岩机的钻进辅助装置，钻进辅助装置包括车轮、车架、配重、联结装置、支架、吊索和方向盘；

车架为框体结构，车架下方设置有多个车轮，车架的一端的两侧上铰接有支架，支架顶端固定吊索的一端；车架上还设置有方向盘和钻孔定位操作终端，车架框体的内部，设置方向盘的一端固定安装配重，配重上开设升降槽，联结装置套在配重上，联结装置与升降槽相卡接配合，联结装置内固定凿岩机的气腿；吊索的另一端捆绑在凿岩机的气腿端部上；凿岩机上安装有多个传感器，多个传感器与钻孔定位操作终端连接。

进一步的，所述多个传感器包括加速度传感器、回转速度传感器、激光位移传感器、计时器、振动传感器、方位角位移传感器、超声波位移传感器、拉线位移传感器、压力传感器、倾角传感器和角位移传感器；