专利名称：用于小型装药爆破的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小型装药(small-Charge)爆破的方法，所述方法包括在待挖掘 材料中利用岩石钻凿机钻凿孔，并且在钻凿之后利用钻凿单元将包括一定推进剂装药的至 少一种推进剂供给到孔中。在此之后，还在引燃推进剂之前将所述孔密封。引燃小型装药 在孔中产生高的气体压力，这在待挖掘材料中引起破裂。本发明进一步涉及一种用于小型装药爆破的岩石钻凿单元。所述钻凿单元包括供 给梁、设置于供给梁的前部中的前引导件、岩石钻凿机、与岩石钻凿机连接的钻凿刀具，和 使得包括一定推进剂装药的推进剂能够被供给到由岩石钻凿机和钻凿刀具形成的孔中的 推进剂供给通道。本发明进一步涉及一种前引导件，所述前引导件位于供给梁的前部中并 且钻凿刀具穿过所述前弓I导件布置。在独立权利要求的前序中更加详细地限定了本发明的技术领域。
背景技术：
在小型装药爆破中，在孔中布置包括一定推进剂装药或者相应的小型装药的推进 剂。在引燃推进剂时，在孔中产生高的气体压力。在孔中的高的压力在待钻削材料中引起 受控破裂。小型装药爆破相对于传统爆炸性爆破的优点在于，为了钻凿后引燃而使岩石钻 凿机远离钻凿位置移动不是必需的，这意味着爆破可以是连续的。此外，在小型装药爆破中 不产生强应力波，因此岩石不被断裂的部分保持完整无缺并且不需要任何支撑。另外，小型 装药爆破更加安全并且产生较少的灰尘。US5308149公开了一种包括岩石钻凿机和能够被供给梁转位的装药筒插入装置的 钻凿单元。首先，通过使用岩石钻凿机钻凿孔，并且随后将装药筒插入装置转位成处于孔处 以将装药筒插入孔中。装药筒插入装置包括巨大的炮眼封泥杆，利用所述炮眼封泥杆将装 药筒推动到所钻凿出的孔的底部，并且还利用炮眼封泥杆将孔的底部密封。W02006/099637 公开了一种用于小型装药爆破的可选择布置。除了岩石钻凿机，不需要任何单独的装药筒 插入装置，而是装药筒利用加压水被供给到岩石钻凿机的柄部并且进一步通过钻杆供给到 钻头，它们从那里被引导到孔的底部。这个方案的缺点在于，爆破要求订制的钻杆和钻头， 所述钻杆和钻头的尺寸被设置为使得装药筒能够被引导通过钻杆和钻头。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于小型装药爆破的新颖的和改进的方法和钻 凿单元。另一个目的在于提供一种新颖的和改进的前引导件。根据本发明的方法的特征在于，在钻凿之后，将钻凿刀具从孔中拉出；和从设置 于钻凿单元中的推进剂供给通道将推进剂供给到孔中，而无需使钻凿刀具远离孔的轴线转 位。根据本发明的钻凿单元的特征在于，推进剂供给通道是相对于钻凿刀具独立的部 件；并且推进剂供给通道布置于供给梁的前部中。
根据本发明的前引导件的特征在于，所述前引导件包括与空间连接的至少一个连 接器装配件；所述连接器装配件能够连接到推进剂供给通道，用于将包括一定推进剂装药 的推进剂供给到孔中；并且所述空间的尺寸被设置为接收钻凿刀具，从而沿着钻凿的返回 方向，钻凿刀具的最外端能够移动经过连接器装配件，由此提供了从连接器装配件到钻凿 刀具的前侧的开放连接。本发明所依据的思想在于，在钻凿之后，将推进剂从相对于刀具独立的推进剂供 给通道供给到孔中。此外，在供给推进剂期间，将岩石钻凿机和钻凿刀具保持于孔的轴线 上。本发明的一个优点在于，因为不通过刀具引导推进剂，因此能够在钻凿中使用非 常普通的岩石钻凿刀具。因此，不需要任何专门设置尺寸的钻杆或者钻头。一个实施例的思想在于，与前引导件相关地布置推进剂供给通道。一个实施例的思想在于，将推进剂供给通道的最外端推动到孔的底部，并且随后 将推进剂供给到孔中。然而，在引燃推进剂之前，将推进剂供给通道从孔中拉出。推进剂供 给通道可以是柔性管子等，其能够利用适当的传送装置而沿着供给方向和沿着返回方向移 动。一个实施例的思想在于，在钻凿之后，将钻凿刀具向外拉动至足以使从设置于供 给梁的前部中的推进剂供给通道到孔的底部的自由连接打开的程度。例如，利用加压水将 推进剂推动到孔的底部。一个实施例的思想在于，在钻凿之后，将钻凿刀具向外拉动至足以使从设置于供 给梁的前部中的推进剂供给通道到孔的底部的自由连接打开的程度。然后，将推进剂从推 进剂供给通道供给到刀具的前侧，并且随后，利用钻凿刀具将推进剂推动到孔的底部。一个实施例的思想在于，通过钻凿刀具将水供给到孔，从而密封孔。作为选择，通 过推进剂供给通道将水供给到孔，从而密封孔。利用钻凿刀具和推进剂供给通道这两者供 给密封水也是可能的。一个实施例的思想在于，在引燃推进剂的持续时间内，将钻凿刀具推回孔中。这使 得钻凿刀具能够参与孔的密封。一个实施例的思想在于，在引燃推进剂期间将钻凿刀具保持在孔之外。一个实施例的思想在于，设置于供给梁的前端中的前引导件包括第一密封部件， 所述第一密封部件能够以相对于待挖掘的材料基本密封的方式布置前引导件。前引导件进 一步包括轴向空间，钻凿刀具穿过所述轴向空间布置。推进剂供给通道与前引导件的轴向 空间连接。当已经经过推进剂供给通道沿着返回方向从孔中拉出钻凿刀具之后，提供了从 推进剂供给通道到孔的底部的自由连接。这使得推进剂能够被供给到刀具的前侧并且利用 钻凿刀具被推入孔中，或者作为选择，可以通过从推进剂供给通道供给加压水而将推进剂 推入孔中。至少在供给推进剂的持续时间内，轴向空间可以相对于钻凿刀具被密封。一个实施例的思想在于，钻凿单元包括用于引燃推进剂的引燃装置。
将在附图中更加详细地描绘本发明的一些实施例，其中图1概略示出设置有根据本发明的用于小型装药爆破的钻凿单元的岩石钻凿设
6备，图2到4是示出本发明的实施例的概略顶视图，其中推进剂供给通道被推入孔中， 从而将推进剂供给到孔的底部，图5到7是示出本发明的另一实施例的概略顶视图，其中将推进剂从推进剂供给 通道供给到钻凿刀具的前侧并且利用加压水而将推进剂推动到孔的底部，图8到10是示出本发明的第三实施例的概略顶视图，其中将推进剂从推进剂供给 通道供给到钻凿刀具的前侧并且利用钻凿刀具而将推进剂推动到孔的底部，并且图11是示出岩石钻凿单元的实施例的另一概略顶视图。为了清楚起见，附图以简化方式示出本发明的一些实施例。同样的参考数字标识 同样的元件。
具体实施例方式图1所示的岩石钻凿设备1包括可移动承载工具2，三个钻臂3a到3c，和安装在 每一个钻臂上的钻凿单元4a到4c。钻凿单元4至少包括供给梁5 ；岩石钻凿机6 ；供给装 置5a，所述供给装置5a用于使岩石钻凿机6在供给梁上沿着供给方向A和沿着返回方向 B移动；和另外的钻凿刀具7，所述钻凿刀具7与岩石钻凿机6连接；和前引导件8，所述前 引导件8设置于供给梁5的前部中，并且钻凿刀具7穿过所述前引导件8布置。钻凿刀具 7可以包括一个或者多个钻杆9和布置在刀具的最外端中的钻头10。作为选择，钻凿刀具 7可以是最外端设置有钻头等的“一体式杆”。钻凿刀具(即钻杆9和钻头10或者作为选 择的一体式杆)设置有尺寸根据冲洗剂供给要求而确定的一个或者多个冲洗剂通道。岩石 钻凿机6可以是设置有冲击装置的冲击钻机，所述冲击装置用于在钻凿刀具上产生冲击脉 冲，并且用于通过刀具将它们转送到岩石或者待挖掘的相应材料11。这种冲击岩石钻凿机 可以包括用于使钻凿刀具围绕其纵向轴线旋转的旋转装置。作为选择，岩石钻凿机可以是 非冲击式的，在此情形中，仅仅利用旋转运动进行钻凿。就本发明的基本思想而言，用于钻 凿孔的钻凿技术是无关的。可以通过将在下面的图2到10中示出的任何方式，将在小型装 药爆破中使用的推进剂从设置于承载工具2上的推进剂料盒12沿着供给通道13供给到前 引导件8，并进一步供给到孔中。作为选择，可以与钻凿单元4相关地定位推进剂料盒12c。 还可行的是，供给通道13是柔性部件比如柔性管子，并且钻凿单元3c包括一个或者多个传 送装置14，所述传送装置14使得供给通道13能够以图3所示的方式经由前引导件8供给 到孔中。图2到4是示出岩石钻凿单元的实施例的顶视图。如在图2中所示，利用岩石钻 凿机和连接到所述岩石钻凿机的刀具7以普通方式钻凿出孔15。刀具7穿过前引导件8布 置，所述前引导件8设置于供给梁5的前端中并且支撑刀具7。前引导件8可以设置有空间 16，所述空间16相对于供给梁5沿着轴向，并且当刀具7被沿着返回方向B从孔15中拉出 时可以接收位于刀具7的前端中的钻头10等，如在图3中所示。沿着返回方向B沿着轴向 将刀具7至少拉动至沿着返回方向B足以使刀具7移动离开经过设置于前引导件8中的供 给通道13的连接器装配件17的程度。这使得能够提供从供给通道13到孔15的底部的自 由连接。因此，不必使岩石钻凿机6和刀具7远离孔转位，而是仅仅通过简单的运动使所述 岩石钻凿机6和刀具7沿着轴向方向移动。另外，在钻凿之后不移除钻凿刀具7，而是保持所述钻凿刀具7在钻凿线上与岩石钻凿机6连接。在此之后，柔性供给通道13可以由传送 装置14经由连接器装配件17推动到孔15的底部。供给通道13或者至少其最外部分可以 由柔性管子等构成。传送装置14可以设置有一个或者多个卷轴，供柔性管子能够缠绕在所 述卷轴上，并且利用旋转马达等能够将所述柔性管子从所述卷轴供给到孔中。传送装置可 以进一步设置有用于操纵供给通道13的必要的引导件或者卷辊。供给通道13与推进剂料 盒12连接，可以利用加压水将一种或者多种推进剂18从所述推进剂料盒12供给到孔15 的底部，其中供给通道13的自由端已被推动到所述孔15的底部。可以将加压水从压力源 19经由冲洗剂通道20而供给到推进剂料盒12，并且进一步经由供给通道13供给到孔15 中。作为选择，可以利用加压空气或者另一种压力介质或者甚至利用适当的推动装置(比 如金属丝)而经由供给通道13供给推进剂。在已供给推进剂18之后，通过从供给通道13 供给水，可以利用水填充孔的底部。在已供给推进剂并且已填充孔的底部之后，可以从孔中 拉出供给通道13。作为选择，孔可以利用水密封并且利用钻凿刀具7物理地填塞。如在图 4中所示，可以将刀具7推进孔15中，到距离孔的底部所期望距离的程度。接着，可以通过 刀具7的冲洗剂通道21供给水以密封并且填充孔的底部。当利用刀具7或者布置于孔15 中的供给通道13供给水时，前引导件8不必要必须设置有密封装置。当将水供给到孔的底 部时，填充了在岩石中的可能的裂纹被并且密封孔。另外，由推进剂产生的压力通过水传递 至丨J岩石。图5到7所示的钻凿单元4不包括任何传送装置，而是在其中供给通道13以不可 移动的方式连接到设置于前引导件8中的装配件17。供给通道13可以是管子、柔性管子或 者任何适当的通道。前引导件8的前部可以设置有第一密封部件22，所述第一密封部件22 能够相对于待挖掘的材料11密封前引导件的轴向空间16。此外，可以在刀具7和前引导 件8之间设置第二密封部件23。在刀具7在钻凿之后已被沿着返回方向B向后拉动到图6 所示位置中之后，钻头10例如利用锥形表面而变得相对于轴向空间16被密封也是可行的。 在钻凿之后，可以利用加压水将一种或者多种推进剂18从供给通道13供给到刀具7的前 侧。如在图7中所示，可以利用将从供给通道13或者刀具7的冲洗剂通道21供给的加压 水将推进剂18进一步推动到孔15的底部。可以在引燃推进剂18期间将刀具7保持于空 间16中，或者可以将刀具7推入孔15中。图8到10所示的布置不同于图5到7所示的布置之处在于，从供给通道13供给 到刀具7的前侧的推进剂18利用刀具7而推动到孔15的底部。这使得根据需要保证推进 剂18位于孔15中成为可能。可以将刀具7设定在距孔的底部预定距离处，并且随后，通过 从刀具的冲洗剂通道21供给加压水，填充和密封孔的底部。图11示出前引导件8位于距供给梁5的前端一定距离处的实施例。在这种情形 中，可以沿着返回方向B将刀具7和设置于其中的钻头10拉动到在供给梁5的前端和前引 导件8之间的部分中。沿着返回方向B沿着轴向将刀具7拉动经过引导部件24 (比如辊子 等)，并且随后，可以利用传送装置14将柔性供给通道13推动到孔15中以供给推进剂18。 在该实施例中，未将供给通道13引导通过前引导件8，所以前引导件的结构可以是简单的。 它不需要例如用于钻头的任何轴向空间16，或者用于供给通道13的任何装配件17。前引 导件8可以是标准构件。在已供给推进剂18并且已密封孔15之后，可以通过利用引燃装置等提供引燃脉
8冲而引燃推进剂18。推进剂18可以设置有压敏引燃器，在此情形中，可以通过利用引燃装 置给围绕推进剂的填充水提供压力脉冲而将其引燃。在另一方面，引燃装置可以经由钻凿 刀具7来给推进剂18的引燃器提供机械脉冲，或者引燃器可以是能够利用电磁波或者脉冲 来引燃的。引燃装置可以布置于钻凿单元4中。如果使用电磁波来引燃，则引燃装置可以 在钻凿单元的外部，并且可以例如从岩石钻进设备的操纵室以远程可控方式进行引燃。如在图中所示，仍在供给推进剂期间，保持钻凿刀具7与岩石钻凿机6连接。这使 得如果期望的话，钻凿刀具7能够用于将推进剂推动到孔中并且密封孔。另外，钻凿刀具 为钻凿下一个孔做好准备。在一些情形中，可以与其它特征无关地原样地使用在本发明中公开的特征。在另 一方面，当有必要时，可以组合在本发明中公开的特征，从而提供各种不同组合。附图和相关说明仅仅旨在示意本发明的思想。本发明的细节可以在权利要求书的 范围内改变。
权利要求
一种小型装药爆破方法，所述方法包括利用设置有至少供给梁(5)、供给装置(5a)、岩石钻凿机(6)和钻凿刀具(7)的岩石钻凿单元(4)执行爆破操作；利用所述岩石钻凿机(6)在待挖掘材料(11)中钻凿孔(15)；在钻凿之后，保持所述岩石钻凿机(6)沿着相对于所钻凿的孔(15)的平行方向；在钻凿之后，利用所述钻凿单元(4)将包括一定推进剂装药的至少一种推进剂(18)供给到所述孔(15)中；密封所述孔(15)；和引燃所述推进剂(18)，因此在所述孔(15)中产生高的气体压力，这在所述待挖掘材料(11)中引起破裂，其特征在于，在钻凿之后，将所述钻凿刀具(7)从所述孔中拉出；和将所述推进剂(18)从设置于所述钻凿单元(4)中的推进剂供给通道(13)供给到所述孔(15)中，而无需使所述钻凿刀具(7)远离所述孔(15)的轴线转位。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，将所述推进剂供给通道(13)的最外端推动到所述孔(15)的底部，并且随后将所述推 进剂(18)供给到所述孔(15)中；和在引燃所述推进剂之前，将所述推进剂供给通道(13)从所述孔(15)中拉出。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，在钻凿之后，将所述钻凿刀具(7)向外拉动到足以使从设置于所述供给梁(5)的前部 中的所述推进剂供给通道(13)到所述孔(15)的底部的自由连接打开的程度；和 将由加压水推动的所述推进剂(18)供给到所述孔(15)的底部。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，在钻凿之后，将所述钻凿刀具(7)向外拉动至足以使从设置于所述供给梁(5)的前部 中的所述推进剂供给通道(13)到所述孔(15)的底部的自由连接打开的程度；将所述推进剂(18)从所述推进剂供给通道(13)供给到所述钻凿刀具(7)的前侧；和 利用所述钻凿刀具(7)将所述推进剂(18)推动到所述孔(15)的底部。
5.根据前述权利要求中的任何一项的方法，其特征在于，通过所述钻凿刀具(7)将水供给到所述孔(15)中，从而密封所述孔(15)。
6.根据前述权利要求中的任何一项的方法，其特征在于，通过所述推进剂供给通道(13)将水供给到所述孔(15)中，从而密封所述孔(15)。
7.根据前述权利要求中的任何一项的方法，其特征在于，在所述推进剂(18)引燃的持续时间内，将所述钻凿刀具(7)推回所述孔(15)中。
8.根据前述权利要求1到6中的任何一项的方法，其特征在于，在引燃所述推进剂(18)期间，将所述钻凿刀具(7)保持在所述孔(15)之外。
9.一种用于小型装药爆破的岩石钻凿单元，所述岩石钻凿单元(4)包括 供给梁(5)；岩石钻凿机(6)；供给装置(5a)，所述供给装置(5a)使得所述岩石钻凿机(6)能够在所述供给梁(5)上沿着供给方向(A)和沿着返回方向(B)移动；钻凿刀具(7)，所述钻凿刀具(7)与所述岩石钻凿机(6)连接； 前引导件(8)，所述前引导件(8)位于所述供给梁(5)的前部中，并且所述钻凿刀具 (7)穿过所述前引导件(8)布置；和推进剂供给通道(13)，所述推进剂供给通道(13)使得包括一定推进剂装药的推进剂 (18)能够被供给到孔(15)中； 其特征在于，所述推进剂供给通道(13)是相对于所述钻凿刀具(7)独立的部件并且 所述推进剂供给通道(13)布置于所述供给梁(5)的前部中。
10.根据权利要求9的岩石钻凿单元，其特征在于，与所述前引导件(8)相关地布置所述推进剂供给通道(13)。
11.根据权利要求9或者10的岩石钻凿单元，其特征在于， 所述推进剂供给通道(13)是柔性管子；并且所述钻凿单元(4)包括至少一个传送装置(14)，所述传送装置(14)使得所述推进剂 供给通道(13)能够被推入所述孔(15)中以供给所述推进剂(18)，并且此外，在所述推进剂 (18)已被供给之后，所述传送装置(14)使得所述推进剂供给通道(13)能够被向后从所述 孔(15)中拉出。
12.根据权利要求9或者10的岩石钻凿单元，其特征在于，所述前引导件(8)包括第一密封部件(22)，所述第一密封部件(22)能够以相对于待挖 掘的材料(11)基本密封的方式布置所述前引导件(8)；所述前引导件(8)包括第二密封部件(23)，所述第二密封部件(23)用于至少在供给所 述推进剂(18)的持续时间内相对于所述前引导件⑶的轴向空间(16)密封所述钻凿刀具 (7)；所述推进剂供给通道(13)利用装配件(17)与所述前引导件(8)的所述轴向空间(16) 连接；并且当经过所述装配件(17)沿着返回方向(B)从所述孔(15)中拉出所述钻凿刀具(7)时， 提供了从所述推进剂供给通道(13)到所述孔(15)的底部的自由连接。
13.根据前述权利要求9到12中的任何一项的岩石钻凿单元，其特征在于，所述推进剂供给通道(13)与冲洗剂通道(20)连接，这使得通过所述推进剂供给通道 (13)能够将加压水引导到所述孔(15)中。
14. 一种用于小型装药爆破的岩石钻凿单元的前引导件，所述前引导件(8)能够布置 于供给梁(5)的前部中，并且包括轴向空间(16)，钻凿刀具(7)穿过所述轴向空间(16)布 置，其特征在于，所述前引导件(8)包括与所述空间(16)连接的至少一个连接器装配件(17)； 所述连接器装配件(17)能够连接到推进剂供给通道(13)，用于将包括一定推进剂装 药的推进剂(18)供给到孔(15)中；并且所述空间(16)的尺寸被设置为接收所述钻凿刀具(7)，使得沿着钻凿的返回方向(B)， 所述钻凿刀具(7)的最外端能够移动经过所述连接器装配件(17)，由此提供了从所述连接器装配件(17)到所述钻凿刀具(7)的前侧的开放连接。
全文摘要
本发明涉及一种小型装药爆破方法以及一种岩石钻凿单元和一种用于小型装药爆破的岩石钻凿单元的前引导件。首先利用设置于岩石钻凿单元(4)中的岩石钻凿机(6)在待挖掘材料中钻凿孔(15)，并且随后，将钻凿刀具(7)从孔中拉出。接着，通过与供给梁(5)相关设置的推进剂供给通道(13)将包括一定推进剂装药的一种或者多种推进剂(18)供给到所述孔的底部。然后，密封孔并且引燃推进剂，因此产生高的气体压力，这在待挖掘材料中引起破裂。在供给和引燃推进剂期间，保持岩石钻凿机沿着相对于所述孔的平行方向。
文档编号E21C37/12GK101910545SQ200880122622
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月16日 优先权日2007年12月27日
发明者埃尔基·阿霍拉, 韦科·拉伊萨恩 申请人:山特维克矿山工程机械有限公司