一种土石方爆破用钻孔装置

技术领域

本发明涉及钻孔设备技术领域，具体为一种土石方爆破用钻孔装置。

背景技术

对矿山的土石方进行开采，当遇到整块的岩层，常常使用到爆破手段对岩石进行破碎，从而便于采集矿石，爆破施工中需要先在岩石面上钻取多个炮孔，按照预先设定的参数在炮孔内放置炸药和设置炸药的起爆时间，然后引爆炸药实现对岩石的爆破作业。

现有的技术中，炮孔钻孔需将炮孔内的岩石进行完全的破碎或者研磨，导致钻孔不仅需要消耗大量能源，也使得钻孔时间增长，虽然可以完成岩石的钻孔任务，但其效率低下且能耗高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种土石方爆破用钻孔装置，降低钻孔过程中的岩石的破碎体积，减少能源消耗和缩短钻孔作业时间。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土石方爆破用钻孔装置，包括钻管、内管和带动钻管转动的动力机构，所述钻管的下端安装有若干个粉碎齿，所述钻管内壁和内管的外侧滑动贴合，且内管上端和钻管内壁之间安装有定位组件，所述内管的内壁固定有螺旋板，所述内管内壁安装有若干个弹性导向杆。

其中，螺旋板的宽度沿钻管的转动方向逐渐变小，所述螺旋板的高度沿钻管的转动方向逐渐变小，所述弹性导向杆和内管内壁之间的距离沿钻管的转动方向逐渐变小，所述弹性导向杆的高度沿钻管的转动方向逐渐变小。

作为本发明的一种优选技术方案，所述定位组件包括导向杆，所述导向杆外侧安装有滑动的移动座和套管，所述移动座位于套管的上方，所述移动座外周侧和钻管内壁滑动连接，所述导向杆的两端均固定有阻挡件，所述套管的外周侧安装有两个限位组件。

所述限位组件包括移动杆、固定在套管上的限位块，所述移动杆的一端开设有导向孔，所述移动杆的另一端靠近内管内壁，所述限位块位于所述导向孔内，所述内管内壁对应移动杆处开设有开孔，所述移动杆的中部和安装座的一端转动连接，所述安装座的另一端和内管内壁固定连接，所述内管内壁和移动杆之间安装有第三弹性件，所述移动杆的高度沿远离导向杆的方向逐渐变小。

其中，第三弹性件推动移动杆转动，移动杆的一端抵在钻管的内壁。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内管外侧开设有若干个滑动卡槽，每个滑动卡槽内均安装有滑动的滑动杆，每个滑动杆的下端均安装有第四弹性件，每个滑动杆的上端均伸出滑动卡槽，所述内管内壁对应滑动杆的位置开设有若干个通孔，所述弹性导向杆的一端穿过通孔并与滑动杆侧面固定连接。

所述移动座下侧的边沿固定有挤压块，所述移动座上开设有若干个上下贯穿的螺旋形的导流孔，所述移动座和套管之间安装有第二弹性件，所述挤压块高于滑动杆，所述移动座外周侧和钻管内壁滑动密封贴合。

其中，钻管内腔中注入水压波动的水，钻管内腔中水压波动的水向下流动，且水压波动的水带动移动座上下移动，所述钻管内腔中的水流经导流孔使所述移动座绕导向杆转动，所述移动座带动挤压块向下移动过程中挤压块下压滑动杆。

作为本发明的一种优选技术方案，所述导向杆上安装有滑动的上盖板，所述上盖板位于移动座的上方，所述上盖板和移动座之间安装有第一弹性件。

其中，钻管内腔中水压波动的水带动上盖板沿导向杆上下移动，上盖板向下移动后上盖板遮挡导流孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述动力机构和钻管之间安装有供水的旋转水接头，所述旋转水接头的进水口和第一导管的一端连通。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括单向阀、第二导管和内部中空的罐体，所述第一导管远离旋转水接头的一端和罐体内腔下部连通，所述罐体内腔和所述单向阀的出水口连通，所述单向阀的进水口和第二导管的一端连通，所述第一导管上安装有脉冲阀。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括圆柱形的电磁铁，所述电磁铁的上侧和连接绳的一端连接，所述电磁铁外周侧固定有若干个格挡块，所述上盖板为磁吸附材质。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括导轨，所述动力机构沿导轨滑动，所述导轨的上端和连接件的上端转动连接，所述连接件的下端和底座的上侧转动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述底座外侧和导轨下端通过限位绳连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述移动杆远离套管的位置固定有防滑橡胶块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明示例的土石方爆破用钻孔装置，降低钻孔过程中的岩石的破碎体积，减少能源消耗和缩短钻孔作业时间。

2、本发明示例的土石方爆破用钻孔装置，当岩芯和螺旋板内周侧接触，螺旋板给岩芯一个径向的推力使岩芯断裂，形成断裂的岩芯段和连接在岩石上的岩芯：一方面，弹性导向杆支撑断裂的岩芯段，避免断裂的岩芯段碰撞破碎形成的破碎岩石卡在岩芯和内管之间，保证钻管转动过程中的连续性，提高钻管钻孔的可靠性；另一方面转动的弹性导向杆将岩芯和内管之间的破碎岩石向上推动，减少岩芯和内管之间的阻力；再一方面，超过半数的滑动杆下移然后上移复位后，弹性导向杆对断裂的岩芯段总用力的合力向上，断裂的岩芯段向上移动，避免断裂的岩芯段和岩芯摩擦产生石粉。

3、本发明示例的土石方爆破用钻孔装置，一方面，向上拉动导向杆，导向杆通过套管、限位块带动移动杆转动，移动杆和钻管内壁之间的间距变大，钻管内放入或者取出内管方便；另一方面，钻管内腔中的水流经导流孔使所述移动座绕导向杆转动，所述移动座带动挤压块向下移动过程中，挤压块随机挤压然后离开其中一个滑动杆，超过半数的滑动杆下移然后上移复位后，弹性导向杆对断裂的岩芯段总用力的合力向上，断裂的岩芯段向上移动，避免断裂的岩芯段和岩芯摩擦产生石粉。

4、本发明示例的土石方爆破用钻孔装置，脉冲阀周期性开启，在罐体内压缩空气的作用下钻管内水的水压出现波动，便于挤压块对滑动杆进行挤压。

附图说明

图1为本发明的一视角结构示意图；

图2为本发明的另一视角结构示意图；

图3为本发明的内管和钻管局部剖视结构示意图；

图4为本发明的内管结构示意图；

图5为本发明的弹性导向杆和滑动杆结构示意图；

图6为本发明的定位组件结构示意图；

图7为本发明的钻管仰视结构示意图。

图中：1导轨、2动力机构、3旋转水接头、4钻管、5第一导管、6脉冲阀、7单向阀、8第二导管、9定位组件、901上盖板、902第一弹性件、903移动座、904导流孔、905挤压块、906导向杆、907第二弹性件、908套管、909第三弹性件、910限位块、911移动杆、912安装座、10罐体、11连接件、12限位绳、13底座、14连接绳、15电磁铁、16内管、17螺旋板、18弹性导向杆、19通孔、20粉碎齿、21开孔、22滑动杆、23第四弹性件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-4、6-7，本实施例公开一种土石方爆破用钻孔装置，包括钻管4、内管16和带动钻管4转动的动力机构2，钻管4的下端安装有若干个粉碎齿20，钻管4内壁和内管16的外侧滑动贴合，且内管16上端和钻管4内壁之间安装有定位组件9，内管16的内壁固定有螺旋板17，定位组件9将内管16和钻管4固定在一起，动力机构2通过钻管4和定位组件9带动内管16转动，内管16内壁安装有若干个弹性导向杆18。

其中，螺旋板17的宽度沿钻管4的转动方向逐渐变小，螺旋板17的高度沿钻管4的转动方向逐渐变小，弹性导向杆18和内管16内壁之间的距离沿钻管4的转动方向逐渐变小，弹性导向杆18的高度沿钻管4的转动方向逐渐变小。

进一步地，本实施例中钻管4的转动方向为钻管4带动粉碎齿20对岩石切削的方向。

动力机构2为现有技术中常用的减速电机、发动机、液压马达或者气动马达。

本实施例的工作过程和原理是：

动力机构2带动钻管4转动，钻管4通过定位组件9带动内管16同步转动，粉碎齿20接触岩石，钻管4带动粉碎齿20转动使岩石上形成环形槽，岩石上形成一个柱形的岩芯，且岩芯进入内管16中。

当岩芯和螺旋板17内周侧接触，螺旋板17给岩芯一个径向的推力使岩芯断裂，形成断裂的岩芯段和连接在岩石上的岩芯，弹性导向杆18支撑断裂的岩芯段，避免断裂的岩芯段碰撞破碎形成的破碎岩石卡在岩芯和内管16之间，保证钻管4转动过程中的连续性，提高钻管4钻孔的可靠性。

进一步地，转动的弹性导向杆18将岩芯和内管16之间的破碎岩石向上推动，减少岩芯和内管16之间的阻力。

螺旋板17和粉碎齿20之间的最小距离为10.0-30.0cm，避免炮孔内残留的岩芯过长。

进一步地，炸药爆炸过程中，炸药在岩芯中产生的冲击波被岩芯的不断碎裂消耗，降低炸药爆炸对炮孔底侧岩石的影响。

本土石方爆破用钻孔装置降低钻孔过程中的岩石的破碎体积，提高了钻孔速度。

进一步地，钻管4内壁的下端向内设有凸环，内管16的下端和凸环的上侧接触，使内管16的下端接近钻管4的下端。

进一步地，钻管4由若干节头尾可拆卸连接的竖管组成，螺旋板17为弹性橡胶材质或者弹性金属板。

实施例二：

如图3、6所示，本实施例公开了一种土石方爆破用钻孔装置，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例定位组件9包括导向杆906，导向杆906外侧安装有滑动的移动座903和套管908，移动座903位于套管908的上方，移动座903外周侧和钻管4内壁滑动连接，导向杆906的两端均固定有阻挡件，套管908的外周侧安装有两个限位组件，阻挡件为固定板或者限位销钉。

限位组件包括移动杆911、固定在套管908上的限位块910，移动杆911的一端开设有导向孔，移动杆911的另一端靠近内管16内壁，限位块910位于导向孔内，限位块910可在导向孔内滑动，内管16内壁对应移动杆911处开设有开孔21，移动杆911的中部和安装座912的一端通过轴承、合页或者销轴连接，安装座912的另一端和内管16内壁固定连接，内管16内壁和移动杆911之间安装有第三弹性件909，移动杆911的高度沿远离导向杆906的方向逐渐变小。

进一步地，第三弹性件909为弹簧、弹性金属片或者弹性减震器。

本实施例的工作过程和原理是：

内管16放入钻管4内腔：向上拉动导向杆906，导向杆906通过套管908、限位块910带动移动杆911转动，第三弹性件909的弹性形变变大，移动杆911和钻管4内壁之间的间距变大，内管16落入钻管4内，然后松开导向杆906，第三弹性件909推动移动杆911转动使移动杆911抵在钻管4内壁上，内管16在钻管4内固定方便。

内管16从钻管4取出：向上拉动导向杆906，导向杆906通过套管908、限位块910带动移动杆911转动，移动杆911和钻管4内壁之间的间距变大，通过导向杆906向上拉出内管16，内管16从钻管4取出方便。

实施例三：

如图3、4、5所示，本实施例公开了一种土石方爆破用钻孔装置，其结构与实施例二的结构大致相同，不同之处在于，本实施例内管16外侧开设有若干个滑动卡槽，每个滑动卡槽内均安装有滑动的滑动杆22，每个滑动杆22的下端均安装有第四弹性件23，每个滑动杆22的上端均伸出滑动卡槽，内管16内壁对应滑动杆22的位置开设有若干个通孔19，弹性导向杆18的一端穿过通孔19并与滑动杆22侧面固定连接。

移动座903下侧的边沿固定有挤压块905，移动座903上开设有若干个上下贯穿的螺旋形的导流孔904，移动座903和套管908之间安装有第二弹性件907，挤压块905高于滑动杆22，移动座903外周侧和钻管4内壁滑动密封贴合，移动座903的中心轴线和导向杆906的中心轴线重合，移动座903可绕导向杆906转动，移动座903可在钻管4内腔中转动。

进一步地，第四弹性件23为弹性橡胶块、弹簧或者弹性杆，第二弹性件907为弹簧或者弹性杆。

本实施例的工作过程和原理是：

钻管4内腔中注入水压波动的水，钻管4内腔中水压波动的水向下流动，且水压波动的水带动移动座903上下移动，钻管4内腔中的水流经导流孔904使移动座903绕导向杆906转动，移动座903带动挤压块905向下移动过程中挤压块905随机挤压其中一个滑动杆22，该滑动杆22向下移动并挤压第四弹性件23，弹性导向杆18和断裂的岩芯之间存在挤压。

滑动杆22下移过程中，带动该滑动杆22上的弹性导向杆18下移，滑动杆22上移过程中，该滑动杆22上的弹性导向杆18形变，形变的弹性导向杆18给断裂的岩芯段一个向上的作用力，超过半数的滑动杆22下移然后上移复位后，弹性导向杆18对断裂的岩芯段总用力的合力向上，断裂的岩芯段向上移动，避免断裂的岩芯段和岩芯摩擦产生石粉，便于钻管4内的水流向粉碎齿20。

实施例四：

如图3、6所示，本实施例公开了一种土石方爆破用钻孔装置，其结构与实施例三的结构大致相同，不同之处在于，本实施例导向杆906上安装有滑动的上盖板901，上盖板901位于移动座903的上方，上盖板901和移动座903之间安装有第一弹性件902，第一弹性件902为弹簧或者弹性片。

进一步地，移动座903对应第一弹性件902的位置设有凹槽，便于上盖板901完全遮挡导流孔904。

本实施例的工作过程和原理是：

钻管4内腔中水压波动的水带动上盖板901沿导向杆906上下移动，上盖板901向下移动后上盖板901遮挡导流孔904，上盖板901、移动座903和挤压块905向下移动，保证挤压块905对滑动杆22的挤压。

实施例五：

如图1、2所示，本实施例公开了一种土石方爆破用钻孔装置，其结构与实施例三的结构大致相同，不同之处在于，本实施例动力机构2和钻管4之间安装有供水的旋转水接头3，旋转水接头3的进水口和第一导管5的一端连通。

进一步地，旋转水接头3为现有钻孔设备中常用的设备，旋转水接头3将外部的水输送到钻管中，且旋转水接头3避免第一导管5缠绕在钻管外侧。

本实施例的工作过程和原理是：

外部液泵通过第一导管5和旋转水接头3向钻管4内间歇性注入水，实现钻管4内水的水压周期性波动。

实施例六：

如图1、2所示，本实施例公开了一种土石方爆破用钻孔装置，其结构与实施例三的结构大致相同，不同之处在于，本实施例还包括单向阀7、第二导管8和内部中空的罐体10，动力机构2和钻管4之间安装有供水的旋转水接头3，旋转水接头3的进水口和第一导管5的一端连通，第一导管5远离旋转水接头3的一端和罐体10内腔下部连通，罐体10内腔和单向阀7的出水口连通，单向阀7的进水口和第二导管8的一端连通，第一导管5上安装有脉冲阀6，脉冲阀6和外部的控制开关组电连接。

本实施例的工作过程和原理是：

罐体10内有空气，外部水泵通过第二导管8、单向阀7向罐体10注入水，罐体10内的空气受压体积变小、气压变大，脉冲阀6周期性开启，在罐体10内压缩空气的作用下钻管4内水的水压出现波动，便于挤压块905对滑动杆22进行挤压。

实施例七：

如图3、4所示，本实施例公开了一种土石方爆破用钻孔装置，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例还包括圆柱形的电磁铁15，电磁铁15的上侧和连接绳14的一端连接，电磁铁15外周侧固定有若干个格挡块，上盖板901为铁合金材质，电磁铁15和外部控制开关组电连接。

本实施例的工作过程和原理是：

钻管4和动力机构2分离，然后将电磁铁15放入到钻管4内，通过连接绳14控制电磁铁15进入钻管4的深度，当电磁铁15接触上盖板901，电磁铁15通电，通过连接绳14向上拉动上盖板901，上盖板901通过套管908、限位块910带动移动杆911转动，移动杆911和钻管4内壁脱离抵接，连接绳14通过电磁铁15和定位组件9将内管16从钻管4内取出，对内管16内的岩芯段清理，然后将内管16放回钻管4，实现本土石方爆破用钻孔装置的连续作业。

格挡块避免电磁铁15和钻管4接触，降低电磁铁15上移过程中的阻力。

实施例八：

如图1、2所示，本实施例公开了一种土石方爆破用钻孔装置，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例还包括导轨1，动力机构2沿导轨1滑动，导轨1和钻管4平行，导轨1的上端和连接件11的上端通过铰接座或者合页连接，连接件11的下端和底座13的上侧通过铰接座或者合页连接，底座13固定在地面上，通过调整导轨1和连接件11的角度实现钻孔角度的调节。

实施例九：

如图1、2所示，本实施例公开了一种土石方爆破用钻孔装置，其结构与实施例八的结构大致相同，不同之处在于，本实施例底座13外侧和导轨1下端通过限位绳12连接，通过改变限位绳12的长度实现导轨1和连接件11角度的调节，提高本土石方爆破用钻孔装置的适用性。

实施例十：

如图6所示，本实施例公开了一种土石方爆破用钻孔装置，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例移动杆911远离套管908的位置固定有防滑橡胶块，防滑橡胶块提高移动杆911和钻管4内壁之间的摩擦力，使钻管4转动过程中钻管4带动内管16同步转动。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。