专利名称：组合槽孔井巷爆破方法及其专用工具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于采掘工程爆破凿岩工具。
目前国内外采掘行业在井巷掘进爆破中仍主要采用在工作面上布置掏槽孔、崩落孔、周边孔，然后装药爆破的传统工艺。这种方法的缺点是爆破效率低，爆炸对井巷周边围岩的破坏作用大，炸药及其它原材料消耗量多，而且爆破后井卷内炮烟粉尘多，劳动条件差。提高爆破效率，保护井巷周边围岩的完整性，是采掘行业不懈探讨的主要课题之一。
光面爆破和槽孔爆破技术的出现和应用，使井巷周边围岩的完整性得到初步解决，但是对传统爆破方法中存在的爆破效率低等其他缺点仍然未能克服。
槽孔爆破技术的特点是，在已钻凿好的炮孔壁上，沿轴向周边对称地切割两条槽，人为地在炮孔壁上预制裂纹，形成应力集中，以利于爆破时岩石沿预定方向断裂破坏，达到保护井巷周边围岩的目的。切槽方法主要有高压水射流切槽和机械工具切槽两种。发明专利申请号86108665介绍一种用于定向开裂石材等脆性物的钻具，由钻杆、刀头和定位卡组成，刀头上侧面对称布置有两个刀具，并有一个侧排粉孔，可以在石孔内壁刻应力槽，可以使石材切割整齐，大大方便石材的开采。但这种切槽钻具制作工艺复杂，切槽数有限。
提高爆破效率、减少凿岩工作量、降低炸药等原材料的消耗，保证井巷周边完整程度，改善劳动条件，是本实用新型的目的。
实行组合槽孔井巷爆破可以达到上述目的。组合槽孔井巷爆破的主要工序是按设计的孔(眼)布置图在井巷工作面钻凿炮孔(眼)，其次在炮孔壁按设计要求切轴向槽，然后在炮孔壁底部切周边环形槽，其目的在于在平行工作面的钻孔底部平面上预制一组裂纹，从而达到提高爆破效率的目的，最后在炮孔内装药、堵孔、注水、起爆。
本实用新型提供一套适用于组合槽孔井巷爆破的钻孔壁切槽钻具。在钻孔壁切轴向槽使用钻孔壁轴向切槽钻头，在钻孔壁底部切周边环形槽使用钻孔壁径向切槽钻具。
钻孔壁轴向切槽钻头由钻头钢体1和硬质刀具2两部分组成。钻头钢体1尾部有供与钻杆(钎杆)直接连接的锥孔或螺纹孔，端面中心有一水孔，硬质刀具2镶焊在钻头钢体1头部外壁距端面适当的距离上，露刃高不小于4毫米。根据硬质刀具2数量的多少，钻孔壁轴向切槽钻头分为两刃对称型，三刃对称型，三刃丁字型和四刃对称型等四种类型。每种类型都可以做成不同直径的系列产品。
附
图1为两刃型钻孔壁轴向切槽钻头。
附图2为三刃对称型钻孔壁轴向切槽钻头。
附图3为三刃丁字型钻孔壁轴向切槽钻头。
附图4为四刃对称型钻孔壁轴向切槽钻头。
钻孔壁径向切槽钻具由驱动螺母1、导向套2、导杆3、钻杆4、导向连接套5、钻头体6、楔块7、刀具承托体8、卡簧9、硬质刀具10和端盖11组成。导向套2的一端有一个半园形槽与驱动螺母1动配合连接，以限制螺母的位移，另一端与钻杆4螺纹连接；导向连接套5的一端与钻杆4螺纹连接，另一端与钻头体6螺纹连接；钻头体6的另一端与端盖11螺纹连接；导杆3的顶端与楔块7的底面紧固连接，另一端穿过导向连接套5、钻杆4、导向套2与驱动螺母1螺纹连接；楔块7是一个锥体；刀具承托体8至少有两个，其底面与楔块7锥面配合接触，并可在楔块7锥面上相对前后滑动，刀具承托体8上至少镶焊有一片硬质刀具10；卡簧9将刀具承托体8紧卡在楔块7的锥面上；钻头体6上至少开有两个孔，便于硬质刀具10顶出和缩回，并限制其位置；硬质刀具10露刃高满足下述要求，即当刀具承托体8被顶向钻头体6，其上表面与钻头体6内表面配合接触时，硬质刀具10伸出钻头体6外面的长度不小于4毫米。
根据施工钻孔直径及钻孔深度的需要，钻孔壁径向切槽钻具可以做成不同直径、不同长度的系列产品。其加工配合精度除刀具承托体8与楔块7和端盖11之间的各接触表面为
6外，其它各面均为
3－
4。
钻孔壁径向切槽钻具的工作原理是逆时针方向转动驱动螺母1，带动导杆2和楔块7向前运动，顶开刀具承托体8，将硬质刀具10顶出钻头体6与钻孔壁接触，顺时针方向转动钻杆4，硬质刀具10在钻孔底部切出周边环形槽；顺时针方向转动驱动螺母1，带动导杆3和楔块7后退，刀具承托8在卡簧9的弹簧力作用下，带头硬质刀具10退回原位。
附图5是钻孔壁径向切槽钻具的示意图。
以孔深1米，直径40毫米的钻孔为例，钻孔壁径向切槽钻具总长为2.32米，直径为38毫米；驱动螺母1长25毫米，与导向套2配合的园台直径为2.9毫米，长4.5毫米，配合园槽直径21毫米，槽宽5.5毫米；导向套2长40毫米，与钻杆3连接的螺纹长20毫米，与驱动螺母1配合的半园凸缘外园半径19毫米，内园半径11毫米，凸缘长5毫米，配合半园槽宽5毫米，半径15毫米；钻杆4长2.15米；导杆3长2.25米，直径10毫米，与驱动螺母1连接一端的螺纹长度为50毫米；导向连接套5长50毫米，与钻杆3和钻头体连接的螺纹长度分别为20毫米；钻头体6长100毫米，在与端盖11连接的一端距端面35毫米处对称开有两个供硬质刀具10伸出或缩回的运动通道；楔块7是一个园锥体，上面有两个对称的锥平面，锥角40°，全长55毫米；刀具承托体8有两个，每个长35毫米，外园半径10毫米，与楔块7锥平面配合的斜面的斜度为12.75，每个刀具承托体8上镶焊有一片硬质刀具10，刀刃伸出钻头体6外的最大值为5毫米；端盖11长30毫米，与钻头体6连接的螺纹长25毫米；卡簧9有两个，均用直径为1.5毫米的钢丝绕成。
使用本实用新型提供的钻孔壁切槽钻具进行组合槽孔井巷爆破，井巷周边围岩完整，爆破效率可达到98％以上，与传统爆破方法相比，掘进同断面同长度的井巷，凿岩工作量可减少20％左右，装药量降低30％左右，爆破效率提高20－30％。此外被破碎岩石的形状较为规则，可以整齐地堆放在坑外，在一定条件下少占农田或山林坡地，在有条件的地方，大块岩石还可以加工成建筑石材，或用作井巷支护的
彻材料。
本实用新型提供的钻孔壁切槽钻具用于露天岩石爆破也可以产生理想效果，特别是用于建材行业采石，可以大大提高石材成荒率，并保证开采面岩石的完好程度，减少资源的浪费。
权利要求1.一种钻孔壁轴向切槽钻头，由钻头钢体1和硬质刀具2两部分构成，硬质刀具2有两片，对称分布在钻头钢体1头部外侧，其特征是钻头钢体1尾部有一个供与钎杆直接连接的锥孔或螺纹孔，钻头钢体1端面中心有一水孔。
2.按照权利要求1所述的钻孔壁轴向切槽钻头，其特征是硬质刀具2增加到三个。
3.按照权利要求2所述的钻孔壁轴向切槽钻头，其特征是三个硬质刀具2在横截面上呈对称型分布。
4.按照权利要求2所述的钻孔壁轴向切槽钻头，其特征是三个硬质刀具2在横截面上呈丁字型分布。
5.按照权利要求1所述的钻孔壁轴向切槽钻头，其特征是硬质刀具2增加到四个，在横截面上呈十字型对称分布。
6.按照权利要求1至5所述的钻孔壁轴向切槽钻头，其特征是硬质刀具2露刃高不小于4毫米。
7.一种钻孔壁径向切槽钻具，包括钻杆4、钻头体6和硬质刀具10，其特征是还包括驱动螺母1、导向套2、导杆3、导向连接套5、楔块7、刀具承托体8、卡簧9和端盖11；导向套2的一端有一个半园形槽与驱动螺母1动配合连接，另一端与钻杆4螺纹连接；导向连接套5的一端与钻杆4螺纹连接，另一端与钻头体6螺纹连接，钻头体6的另一端与端盖11螺纹连接；楔块7是一个锥体，导杆3的顶端与楔块7的底面紧固连接，另一端穿过导向连接套5、钻杆4、导向套2与驱动螺母1螺纹连接；刀具承托体8的底面与楔块7的锥面配合接触；硬质刀具10镶焊在刀具承托体8上，卡簧9将刀具承托体8紧卡在楔块7的锥面上。
8.按照权利要求7所述的钻孔壁径向切槽钻具，其特征是刀具承托体8至少有两个，每个刀具承托体8上至少镶焊有一片硬质刀具10，硬质刀具10伸出钻头体6外面的最大长度不小于4毫米。
9.按照权利要求7和8所述的钻孔壁径向切槽钻具，其特征是加工配合精度刀具承托体8与楔块7和端盖11之间的各接触表面为
6，其它均为
3－
4。
专利摘要组合槽孔井卷爆破钻孔壁切槽钻具，是采掘工程爆破凿岩工具，包括钻孔壁轴向切槽钻头和钻孔壁径向切槽钻具，其功能是在钻孔壁轴向和钻孔壁底部径向预制裂纹，爆破后可使井巷周边围岩平整光滑，爆破效率达到98％以上，与传统爆破方法相比凿岩工作量减少20％左右，装药量降低30％左右。
文档编号E21C37/12GK2041359SQ88204428
公开日1989年7月19日 申请日期1988年4月11日 优先权日1988年4月11日
发明者张天锡, 张时忠 申请人:中国地质大学(武汉)