1.本实用新型涉及一种疏岩机械机具,具体说,涉及一种凿岩分裂岩石的机具和疏分移动块岩的机械,其具有疏岩速度快,能耗低、使用方便的特性,属于凿岩机械技术领域。
背景技术:
2.按照破岩属性及方法,破岩可分为雷管炸药破岩、二氧化碳液气相变破岩,化学膨胀剂破岩、液压劈裂斧破岩、凿岩锤破岩、凿岩镐破岩、液压柱裂劈破岩、水胀裂切棒破岩等。
3.破岩、碎岩、疏岩方法及机械广泛应用于采石、疏浚、地貌地质处理工程中。
4.随着对安全管理及环境保护的严格化,雷管炸药破岩、二氧化碳液气相变破岩在很多工程项目中禁止使用或受控使用;化学膨胀剂破岩使用场所受限且效率低,锤击破岩效率低成本高;选用合适破岩方法及开发和推广先进破岩机械机具成为亟待解决的问题。
5.水胀裂切破岩工艺先进,液压柱裂劈破岩有较多优点;液压劈裂斧破岩有广泛应用;但都存在裂切目标岩石后,因裂隙较小,难以直接挖装,增大施工作业难度和作业成本。
技术实现要素:
6.为充分发挥水胀裂切破岩的优点,同时兼顾液压柱裂劈破岩、液压劈裂斧破岩应用,本实用新型提供了一种疏岩机械机具,能装于钻孔时的稳管结构上,支持水胀裂切棒、液压裂劈柱斧破岩工程作业时使用。
7.本实用新型主要解决的问题是:一种疏岩机械机具,对采用水胀裂切等裂岩方法处理后含有裂纹、裂隙的目标岩石孔进行扩孔,使目标岩石进一步胀劈及碎化并分移,或采用本疏岩机械机具对目标岩石直接冲破处理,实现目标区岩石极度缩小块度、移离目标孔一定位置或距离,使后序的挖掘斗装作业容易进行及完成;进而降低施工总成本。
8.为解决上述技术问题,本实用新型提供如下技术方案:
9.一种疏岩机械机具,包括固位架钳总成、固位架钳油压管路总成、管架轨道总成、拖板升降机构、拖板油压管路总成、回转油压管路总成、定位回转拖板总成、圆柱状钻岩回转总成、冲击气压或水压管路总成、钻杆组件、加接外套管总成、夹持外套管总成、冲击器、扩孔钻头、固定翻岩臂架、翻岩油缸、连杆、拉杆、翻岩齿组、翻岩油压管路总成、拉杆销轴、活塞杆销轴、连杆销轴、缸座销轴、控制阀、压力表等。
10.以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化:所述固位架钳总成,固位于钻机滑架或挖掘机臂一侧,本固位架钳总成液压夹钳或机械夹钳夹紧时支持本机械机具待机时安全放置;液压夹钳或机械夹钳松开夹持后,机械机具移位、换位作业,钳口与稳管钳口一致,配套使用。
11.进一步优化,所述固位架钳油压管路总成,连接固位后配置使机械机具换位、移位作业时安全顺畅使用。
12.进一步优化,所述管架轨道总成,由槽钢型材料与切割开边厚壁钢管焊接形成轨
道,下端带夹持位及止口法兰和耳座,厚壁管件上配有吊装孔或吊装环和安装架等,易于与吊具或挖掘机臂或相关机构连接使用。
13.进一步优化,所述拖板升降机构,由多级油缸或油缸链条或油缸钢丝绳传动结构构成,控制定位回转拖板总成的升降移动。
14.进一步优化,所述拖板升降油压管路总成,使活塞伸出收回、机械机具换位吊装作业时安全顺畅使用。
15.进一步优化,所述定位回转拖板总成,丁字形状,丁字板底安装于管架轨道总成轨道中,丁字板侧上开有安装钻岩回转总成的各孔,丁字板底上配有安装拖板升降机构的耳座及通管用孔。
16.进一步优化,所述圆柱状钻岩回转总成,可由液压、气压、电机等动力马达提供减速机回转动力,配套通水压或通气压加接接卸钻杆接头组成,优选液压马达减速机回转形式。
17.进一步优化,所述回转油压管路总成,使回转总成升或降、机械机具换位吊装作业时安全顺畅使用。
18.进一步优化,所述气压或水压管路总成,配置满足冲击器参数的供气或供水系统;使回转升降、机械机具换位吊装作业时安全顺畅使用。
19.进一步优化,所述钻杆组件,是为适应钻孔深度,选用规格钻杆组件装配的一组钻杆;连接冲击器处钻杆外径是外径接近套管内径的钻杆,便于升降中和管壁定位。
20.进一步优化,所述加接外套管总成,是一种开槽厚壁管带止口法兰管,法兰带止口用于连接固定翻岩臂架和夹持外套管总成;可供稳管钳夹持,开槽或开孔通道供接卸钻杆用。
21.进一步优化,所述夹持外套管总成,是一种开槽开孔厚壁管带止口法兰管,法兰带止口分别用于连接管架轨道总成、加接外套管总成或固定翻岩臂架;外径供稳管夹钳或固位架钳总成夹持或固位,开槽或开孔通道供接卸钻杆用。
22.进一步优化,所述冲击器,选用气压冲击器或水压冲击器(或液压锤),外径可接近扩孔钻头和外管内径。
23.进一步优化,所述扩孔钻头(或锤头),选用与气压或水压冲击器或液压锤配套的专用钻头(或锤头);最大外径接近内管直径。
24.进一步优化,所述固定翻岩臂架,由厚壁管焊接法兰盘及齿杆框后形成,法兰盘上带止口,厚壁管外留夹持位,厚壁管内壁固定冲击器、组合钻杆扩孔钻头上下运动,扩孔时冲击器和扩孔钻头伸出,扩孔后冲击器扩孔钻头可收回管内,也可和扩孔钻头一起支承岩石孔结构加强定位;齿杆框上部焊接油缸座,下部有连杆销轴孔座和翻岩齿组销轴孔座。
25.进一步优化,所述翻岩油缸是一种长行程运动短行程振动串接油缸,翻岩时长行程运动,裂岩碎岩时短行程振动;专有技术不做更多说明。
26.进一步优化,所述缸座销轴,形状结构下,有足够的强度和寿命。
27.进一步优化,所述连杆,形状结构下,有足够的强度和寿命。
28.进一步优化,所述拉杆,形状结构下,有足够的强度和寿命。
29.进一步优化,所述拉杆销轴、活塞杆销轴、连杆销轴、翻岩齿组销轴,有满足翻岩足够的强度和寿命。
30.进一步优化,所述翻岩齿组,多齿结构,有足够的强度和寿命。
31.进一步优化,所述翻岩油压管路总成,使稳管架升降、机械机具换位吊装作业时顺畅使用。
32.所述稳管油压管路总成,是zl稳管架钻机稳管或滑架钻机升降和套管钳夹紧的油路。
33.本实用新型机械机具在钻孔或胀裂工序时,需置于安装在钻机钻孔滑架或稳管滑架一侧的固位架钳总成位,等待疏岩作业;休息待工时,也需置于固位架钳总成位放置。
34.本实用新型机械机具在作业时,先移开完成工序的主钻杆及护管或胀裂棒等,然后松开固位架钳总成固位油缸,吊装机械机具换位于稳管钳上夹紧。
35.该机械机具结构简单,便于生产制造、便于使用和维护;可安装于水胀裂切钻机,疏岩作业。
36.本实用新型的优点是:容易迅速找到需要扩胀的岩石孔,通过扩钻岩孔,迅速胀劈、碎化和分移岩石,使后续挖掘斗装岩石作业得到保证。
附图说明
37.下面结合附图及实施例对本实用新型进一步说明。
38.附图1为本实用新型实施例的组成示意图。
39.图中,01-固位架钳总成,02-固位架钳油压管路总成,03-管架轨道总成,04-拖板油压管路总成,05-拖板升降机构,06-冲击气压或水压管路总成,07-定位回转拖板总成,08-回转油压管路总成,09-圆柱状钻岩回转总成,10-钻杆组件,11-加接外套管总成,12-夹持外套管总成,13-冲击器, 14-扩孔钻头,15-固定翻岩臂架,16-翻岩齿组,17-拉杆销轴,18-翻岩齿组销,19-拉杆,20-活塞杆销轴,21-连杆,22-连杆销轴,23-翻岩油缸, 24-翻岩油压管路总成,25-缸座销轴,26-操作控制阀,27-压力表;
40.本说明书所附图式,所绘示的结构、比例、大下等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定实施的限定条件。附图结构组成中也仅做一般简易的绘示。
具体实施方式
41.1、实施例:附图所示,由固位架钳总成01,固位架钳油压管路总成02,管架轨道总成03,拖板油压管路总成04,拖板升降机构05,冲击气压或水压管路总成06,定位回转拖板总成07,回转油压管路总成08,圆柱状钻岩回转总成09,钻杆组件10,加接外套管总成11,夹持外套管总成12,冲击器13,扩孔钻头14,固定翻岩臂架15,翻岩齿组16,拉杆销轴17,翻岩齿组销18,拉杆19,活塞杆销轴20,连杆21,连杆销轴22,翻岩油缸23,翻岩油压管路总成24,缸座销轴25,操作控制阀26,压力表27等零部件组成。
42.附图所示,所述固位架钳总成01安装于钻机滑架或稳管机或挖掘臂一侧或胀裂器或劈裂斧旁,是待作业时固定机械机具放置的装置,其中的夹钳结构夹紧时固定,松开时移动;其有人工机械和液压双重夹紧控制,固位架钳口和稳管钳口一致、配套使用。
43.附图所示,所述管架轨道总成03,由厚壁钢管切割开边槽口后和槽钢类材料焊接、并在下端配止口法兰构成,上端配有吊装环或吊装孔,易于与吊具或挖掘机臂连接使用;槽
钢类材料及附件做成可使定位回转拖板总成07运动的槽形轨道,其下部止口法兰连接加接外套管总成11或夹持外套管总成12上部止口法兰。
44.附图所示,所述加接外套管总成11,是一种开槽厚壁管带止口法兰管,用于连接夹持外套管总成12上部法兰止口和管架轨道总成03下部法兰止口,开槽侧处是加接钻杆组件的通道。
45.附图所示,所述夹持外套管总成12是一种开槽或开孔厚壁管带止口法兰管,用于连接管架轨道总成03下部法兰止口或加接外套管总成下部法兰止口后,供稳管机夹钳夹持或固位;开槽或开孔侧位供接卸钻杆用。
46.附图所示,所述固定翻岩臂架15由厚壁管焊接法兰盘及齿杆框后组成,法兰盘部带止口,与加接外套管总成11或夹持外套管总成12下法兰止口配套,厚壁管内固定冲击器钻头上下运动,扩孔时伸出,扩孔后可收回管内也可支持管外定位;齿杆框上部焊接油缸耳座,下部有连杆销轴孔座和翻岩齿组销轴孔座。
47.附图所示,所述定位回转拖板总成07,丁字形状,丁字板底安装于管架轨道总成03轨道中,丁字板侧上开有安装钻岩回转总成的各个孔,丁字板底下部配有耳座及通管用孔,用于安装拖板升降机构05和拖板油压管路总成04,丁字底座板和轨道配合部分可镶尼伦磨板。
48.附图所示,所述拖板升降机构05,由多级油缸或油缸链条或油缸钢丝绳构成,控制定位回转拖板总成07的升降移动。
49.附图所示,所述圆柱状钻岩回转总成09,由液压、气压、电机动力马达提供减速机回转动力,配通水压或通气压的接卸钻杆接头部件组成,图中优选液压马达减速机回转形式。
50.附图所示,所述钻杆组件10,是为适应钻孔深度,选用规格钻杆组装配置,与加接外套管总成11适应。
51.附图所示,所述冲击器13可选用气压冲击器或水压冲击器或液压锤。
52.附图所示,所述扩孔钻头13选用与气压冲击器或水压冲击器或液压锤连接配套的专用钻头或锤头14;本例选扩孔钻头直径小于200mm 介绍。其它根据需要变换。
53.附图所示,所述翻岩油缸23是一种长行程运动短行程振动串接油缸(专有技术不做详绘),用缸座销轴25连装于固定翻岩臂架15齿杆框上部焊接油缸座位,活塞杆用活塞杆销轴20与连杆21和拉杆19孔连接。
54.附图所示,所述连杆21用连杆销轴22连装于齿杆框下部连杆销轴孔座,与翻岩油缸23活塞杆耳孔和拉杆19孔连接。
55.附图所示,所述拉杆19用活塞杆销轴20连装于翻岩油缸23活塞杆耳孔和连杆21孔连接。
56.附图所示,所述翻岩齿组16用拉杆销轴17和拉杆19孔连接,用翻岩齿组销轴18连装于齿杆框下部翻岩齿销轴孔座。
57.附图所示,所述缸座销轴25有满足翻岩足够的强度和寿命。
58.附图所示,所述连杆销轴22有满足翻岩足够的强度和寿命。
59.附图所示,所述活塞杆销轴20有满足翻岩足够的强度和寿命。
60.附图所示,所述拉杆销轴17、翻岩齿组销轴18有满足翻岩足够的强度和寿命。
61.附图所示,所述液压锤及锤头14组合实现液压扩孔碎岩作业。
62.附图所示,所述操作控制阀组26。控制油路、气路或水路相关动作。
63.附图所示,所述固位架钳油压管路总成02,连接固位架钳总成 01油口和操作控制阀组26相关换向油口,容易地固定和位移本疏岩机械机具。
64.附图所示,所述拖板升降油压管路总成04,连接拖板升降机构 05油缸油口和操作控制阀组26相关换向油口,容易有效地改变钻具的进给和提升。
65.附图所示,所述回转油压管路总成08,连接似圆柱状钻岩回转总成09和操作控制阀26相关换向油口及回油口,有效控制旋转方向,容易的接卸钻杆和使钻具保持合理的转速。
66.附图所示,所述冲击气压或水压管路总成06连接似圆柱状钻岩回转总成09进气口和供气阀接头或进水口和供水阀接头,控制扩孔钻头 14有效的实现对岩石孔及对裂隙的扩张。
67.附图所示,所述翻岩油压管路总成24,连接翻岩油缸23油口和供油操作控制阀26相关换向油口,控制翻岩齿组16迅速准确地挪移及翻动岩石。
68.所述稳管油压管路总成,是钻机稳管的夹紧和提升管路。
69.本实用新型液压系统为常规正常系统,在此不做更多说明。
70.本实用新型的特征是:安装于钻机滑架或稳管滑架旁的固位架钳总成01,作为本实用新型的部件,固定待机状态下的本疏岩机械机具;
71.管架轨道总成03下部法兰止口与夹持外套管总成12上部法兰止口对接用螺栓拧紧连接,夹持外套管总成12的下部法兰止口与固定翻岩臂架 15法兰止口对接用螺栓拧紧连接;定位回转拖板总成07在管架轨道总成 03轨道槽中,由拖板升降机构05拖动上下移动;圆柱状钻岩回转总成09 安装在定位回转拖板总成07确定的孔洞中。
72.钻杆组件10、冲击器13、扩孔钻头14,穿过固定翻岩臂架15及夹持外套管总成12内孔和似圆柱状钻岩回转总成09钻杆接头用锥螺纹连接;钻杆组件10、冲击器13、扩孔钻头14钻具由夹持外套管总成12和固定翻岩臂架15内孔导向。
73.施工中打开固位架钳总成01夹钳口,将本机械机具用吊锚吊装于稳管机夹钳口对应位置,使夹持外套管总成12或管架轨道总成03或固定翻岩臂架15的夹持位被稳管机夹钳口夹紧。
74.需要插接加接外套管总成11时,松开管架轨道总成03和夹持外套管总成12的螺栓连接,松开管架轨道总成03稳管钳,吊锚起吊管架轨道总成03离开连接止口,稳管钳钳口夹持着夹持外套管总成12下降稳管油缸行程,满足加接外套管总成11的插接距离,加入加接外套管总成11连接各法兰,拧紧各螺栓。
75.需要加接组合钻杆10时,钻杆从侧槽口送入,按通用钻机正常接杆步骤接杆。
76.固位架钳油压管路总成02接头连接固位架钳总成01油口接头和操作控制阀26换向油口接头,容易地控制固定和位移本疏岩机械机具。
77.拖板升降油压管路总成04接头连接拖板升降油缸油口接头和操作控制阀26换向油口接头,容易有效地改变钻具的进给和提升。拖板升降机构 05油缸活塞杆收回钻具进给扩孔,拖板升降机构05油缸活塞杆伸出扩孔钻具退回。
78.回转油压管路总成08接头连接圆柱状钻岩回转总成09接口和操作控制阀26换向
油口及回油口,有效控制回转旋转方向,容易的接卸钻杆和使钻具保持合理的转速。
79.冲击气压或水压管路总成06接头连接圆柱状钻岩回转总成09进气口和供气阀接头或进水口和供水阀接头,控制扩孔钻头14,有效的实现对岩石孔及裂隙的扩胀。
80.翻岩油压管路总成24接头连接翻岩油缸23油口和供油操作控制阀26 换向油口,控制翻岩齿组16迅速准确地插入裂隙,并挪移及翻动岩石;活塞杆收回,翻岩齿组16翻岩。
81.本实用新型疏岩机械机具作为实现扩孔、胀劈及碎化并分移岩石的完整工艺技术方案,在相关施工机械控制或支持下,实现本机械机具工序过程技术目的;其表现过程特点:
82.一、待用机具安放:安装于钻机滑架(或稳管机滑架或挖掘臂)旁的固位架钳总成1,固定待机状态下的本疏岩机械机具;本疏岩机械机具在前序设备对目标岩石进行钻孔及胀裂中需要在定位架钳总成1放置等待。
83.二、移动中换位安装:打开固位架钳总成01夹钳口,将本疏岩机械机具用钻机吊锚吊装方法或其它方法吊至实施目标作业的稳管机夹钳口合理位置;
84.三、机具定位:
85.1)水很浅状态时,管架轨道总成03夹持位和固定翻岩臂架15夹持位,被稳管机上及下夹钳口夹紧,夹持外套管总成12居夹钳中间连接,固定翻岩臂架15下部接近岩层;
86.2)水较浅状态时,管架轨道总成03夹持位及夹持外套管总成12夹持位,被稳管机上及下夹钳口夹紧,加接外套管总成11居夹钳中间连接,固定翻岩臂架15下部接近岩层;
87.3)水较深状态时,管架轨道总成03夹持位及加接外套管总成11夹持位,被稳管机上及下夹钳口夹紧,加接外套管总成11居夹钳中间连接,夹持外套管总成12增加入水,固定翻岩臂架15下部接近岩层;
88.4)水很深状态时,管架轨道总成03夹持位及加接外套管总成11夹持位,被稳管机上及下夹钳口夹紧,加接外套管总成11居夹钳中间连接,加接外套管总成11和夹持外套管总成12增深入水,固定翻岩臂架15下部接近岩层;
89.其各定位过程中,同时接入相应组合钻杆及扩孔机具。
90.四、作业中扩孔、胀劈岩石:
91.1)扩孔胀劈前,圆柱状钻岩回转总成09置位于管架轨道总成03中、上部,此时拖板升降机构05多级油缸活塞杆处于半伸出或全伸出状态,或油缸链条或油缸钢丝绳传动机构处于拉起状态;
92.2)作业中扩孔、胀劈:拖板升降机构05多级油缸活塞杆受收回力或油缸链条或油缸钢丝绳传动机构受下拉力作用,定位回转拖板总成07沿着管架轨道总成03轨道做向下滑动运动,带动圆柱状钻岩回转总成09、钻杆组件10、冲击器13、扩孔钻头14向目标孔伸进,接触孔口岩石壁,受到抵触力后,在传动机构推力和冲击器动力的作用下扩孔钻头产生高频冲击,向着裂隙或胀裂孔深处挺进,目标孔岩石逐渐达到胀裂扩孔或裂岩或部分碎岩;机具扩孔钻头达到设定深度后完成扩孔、胀劈作业;
93.五、目标岩石碎化或分移:
94.本实用新型扩孔、胀劈裂岩过程中,翻岩结构具备三种作业情况:
95.a、油缸单一性完全提起翻岩齿组,翻岩齿组可不参与胀劈裂岩,而冲击中的冲击器和扩孔钻头处于不完全或完全伸出,对不同岩层位置孔径产生扩孔分裂岩石或胀劈岩石
的效果或结果;
96.b、油缸单一性完全放下翻岩齿组,翻岩齿组参与胀劈裂岩作业,翻转油缸短行程高频振动,通过升降稳管机滑架使翻岩齿组处于不同岩层确定位置时,配合升降冲击中的冲击器和扩孔钻头对较厚岩层,分步施压分裂或胀劈岩层;钻具确定不同伸出位置后,半关闭拖板油压管路总成控制油路,降低钻具伸出速度,打开翻岩油缸振动油路,扩孔钻头和翻岩齿组同时对一定岩层孔及缝隙进行胀裂、劈裂;
97.升降定位回转拖板总成或圆柱状钻岩回转总成和升降稳管机滑架结构扩孔胀劈岩石时的区别:前者升降定位回转拖板总成,着重扩孔胀裂岩石孔,扩大胀裂岩石的缝隙,后者升降稳管机滑架结构,着重扩孔胀裂中更使裂纹产生胀劈延伸扩展的效果;
98.c、通过升降稳管机滑架,使机具翻岩齿组处于不同岩层确定位置时,规律性使用翻转油缸的频率振动功能,配合冲击中的冲击器和扩孔钻头分裂或胀劈岩石,规律性使用翻转油缸长行程运动功能,放下翻岩齿组或提起翻岩齿组,翻岩齿组实现扩隙裂岩或翻岩,使较厚岩石层岩石,在逐渐分裂破碎中,岩块产生移动、分离,达到使岩块产生满足挖装位移的效果;
99.(一)目标岩石碎化
100.1)当扩孔、胀劈中,发现岩块较大时,分移岩石困难,结合实用新型 zl201922233808.5钻机稳管功能中的摆角功能,前后摆角,进一步扩大扩孔钻具冲击范围,利用翻岩齿组作业a特点,机具独立碎岩;
101.2)翻转油缸短行程高频振动,通过油缸短行程高频振动,使翻岩齿组 16依托扩孔钻头找到目标孔扩孔、胀劈裂纹,使齿组深入插入,规律性的翻岩齿组振动,延伸扩大裂纹,碎化岩石。
102.(二)目标岩石分移
103.1)岩石胀裂碎化较好时,翻岩齿组16依托扩孔钻头深入插入一定岩层后,打开翻转油缸长行程运动油路,拉动油缸长行程运动,翻岩齿组16 使目标岩石翻转分离裂岩位;
104.2)碎岩后利用翻岩齿组作业b特点,结合实用新型zl201922233808.5 钻机稳管功能中的摆角功能,夹持该疏岩机械机具前后摆角,翻岩齿组在摆角升降时,高频振动冲击中覆盖较大目标岩石分离面积,实现分移;
105.(三)目标岩石碎化分移
106.结合实用新型zl201922233808.5钻机稳管功能中的摆角功能,利用翻岩齿组作业c特点,此过程中根据施工要求,机械机具翻转分移和碎化的过程,可以反复选择进行,以达到岩石容易挖装为止。
107.对于本领域的普通技术人员而言,根据实用新型内容,在不脱离实际及本实用新型原理与精神的情况下,对实施方式所进行的改变、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。