一种深部岩体子防护钻孔装置及其钻孔方法

本发明属于岩石钻孔，具体涉及一种深部岩体子防护钻孔装置及其钻孔方法。

背景技术：

1、砂砾岩也叫含砾砂岩，是以不同粒径级别的砂岩颗粒为主，属于复成分砂岩；砂砾岩的填隙物主要为泥级细杂基(包括灰泥、云泥、粘土泥基)和砂级、粉砂级粗杂基，胶结物以碳酸盐为主，含少量绿泥石和黄铁矿。

2、现有钻孔机对砂砾岩钻孔的过程中主要存在以下问题：钻孔的过程中容易使得钻孔机发生晃动，从而影响钻孔的质量，并且钻孔过程中钻筒和环形钻刀会与岩石摩擦产生高温进而导致环形钻刀与钻筒的刚性强度降低，影响钻孔工作的持续进行，并且钻孔过程中产生的灰尘会弥散在孔周围，从而影响施工环境。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种深部岩体子防护钻孔装置，来解决无法在钻孔的过程中整个装置温度过高的问题。

2、为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

3、根据本发明的一种深部岩体子防护钻孔装置及其钻孔方法，包括底盘，所述底盘顶部设有顶盘，所述底盘与顶盘之间，以底盘与顶盘中心为圆心延其圆周方向均匀固定设有一个螺杆和多个滑杆，所述顶盘顶部固定设有第一电机，所述第一电机输出端与螺杆固定设置，所述底盘与顶盘之间设有动力盘，且动力盘与螺杆螺纹设置，并且动力盘与滑杆滑动设置，所述动力盘圆心处设有第一盘体，所述第一盘体外壁与动力盘内壁之间固定设有多个支撑横杆，所述第一盘体外壁固定设有第二盘体，所述第一盘体与第二盘体内分别设有通过轴承转动设置的第一齿轮和第二齿轮，且第一齿轮和第二齿轮啮合设置，所述第一齿轮底部圆心处固定设有钻杆，所述钻杆与第一盘体之间通过轴承转动设置，所述第二盘体顶部固定设有第二电机，所述第二电机外壁设有防护罩，所述第一盘体顶部固定设有用于对第二电机进行循环散热的恒温机构，所述第一盘体底部固定设有防护板，所述防护板内固定设有用于检测钻杆直径的检测机构和用于对钻杆进行降温的喷水机构，所述底盘上转动设有用于对钻杆进行清洁的清洁机构。

4、优选的，所述恒温机构包括换热盒、进水管、出水管、螺旋管和换热件，所述换热盒固定设于第一盘体顶部，所述进水管与出水管分别固定设于换热盒两侧壁，所述螺旋管进水口和出水口分别与进水管和出水管固定设置，所述螺旋管由下至上螺旋盘设在第二电机外壁，所述换热件数量设有两个，每组所述换热件数量设有多个，且均匀固定设于换热盒内壁之间。

5、优选的，所述换热件包括换热管、换热板、固定板、两个固定筒和伸缩杆，所述换热管贯穿设于换热盒内，且换热管与换热盒连接处固定设有密封圈，所述换热管外壁两侧均通过螺钉与换热盒固定设置，所述换热板通过转轴转动设于换热管上，且换热板与换热管连接处设有密封垫，所述固定板呈横向固定设于换热管内，所述固定筒固定设有固定板侧壁，所述伸缩管通过复位弹簧滑动设于固定筒内，所述伸缩管底部与换热板固定设置。

6、优选的，所述检测机构包括弧形板、定位球和t型块，所述检测机构设有两组，且对称设有钻杆两侧，所述第一盘体底部圆心处固定设有定位圆筒，所述弧形板设于定位圆筒内部且靠近钻杆旁侧，所述定位球设有多个且均匀转动设于弧形板内壁，所述t型块固定设于弧形板一侧壁，且定位圆筒上开设有供t型块延伸出的开槽，所述第一盘体底壁开设于供t型块滑动的滑槽，所述t型块一侧壁与防护板之间固定设有复位弹簧。

7、优选的，所述防护板内呈横向固定设有第一电动推杆，所述第一电动推杆设有两个且对称设有钻杆两侧，所述第一电动推杆输出端固定设有夹持板。

8、优选的，所述喷水机构包括竖板、横板、调节杆、存储盒、第一喷头、温度传感器、第二喷头、第一水管、水箱、第二水管和水泵，所述喷水机构设有两组，且喷水机构位置与检测机构位置呈竖直方向设置，所述竖板固定设于防护板底部，所述横板固定设于竖板底部，所述调节杆数量设有多个且通过复位弹簧滑动设于横板内部并延伸出横板外壁，所述调节板一侧壁与存储盒固定设置，所述第一喷头设有多个且均匀固定设于存储盒内壁，所述存储盒底部固定设有第二喷头，且第二喷头倾斜设置，所述存储盒与第二喷头之间连接有第一水管，所述横板顶部与水箱固定设置，所述水泵设于水箱底部，所述第二水管固定设于水泵输出端与存储盒之间。

9、优选的，所述t型块与存储盒之间固定设有联动杆，所述联动杆数量设有两个。

10、优选的，所述清洁机构包括转动板、固定插杆、抵接组件和毛刷网套，所述转动板通过轴承转动设于滑杆上，所述固定插杆固定设于转动板上，所述抵接组件设有多组，且多组抵接组件呈竖直状态均匀设于固定插杆外壁，每组所述抵接组件设有多个，且多个抵接组件延固定插杆圆周方向均匀设置，所述毛刷网套套接于固定插杆外壁并通过卡箍固定设置。

11、优选的，所述抵接组件包括伸缩套筒和抵接头，所述伸缩套筒固定设于固定插杆外壁，所述抵接头通过复位弹簧滑动设于伸缩套筒内部且延伸至外壁。

12、根据权利要求1-8任一所述的一种深部岩体子防护钻孔方法，具体步骤为：

13、s1：装置为使用期间，首先将装置转移至需要进行打孔使用的地点，首先将需要进行打孔的钻杆与第一齿轮底部圆心处进行固定，在固定期间，弧形板贴合钻杆外壁，从而钻杆直径越大，弧形板则往两侧移动，使t型板通过复位弹簧的压力下在滑槽内部有序移动，从而弧形板的作用为检测钻杆的直径的大小，当钻杆直径越大时，t型板移动会带动联动杆同步移动，从而带动第一喷头同步移动，从而实现通过检测机构检测出不同钻杆的直径大小，从而带动喷水机构做出对应的调整，使喷水角度始终对钻杆起到最大程度的降温，实现定量控制添加润滑油或冷却液的方式，主要以应对速度过快热量堆积过高而导致钻杆韧性降低而出现卡断的情况；

14、s2：调整完毕后，当弧形板抵接钻杆外壁后，启动第一电动推杆带动夹持板对弧形板的位置进行固定，通过多个定位球增强钻杆的摩擦力，增强钻杆在工作时的稳固性，并且当温度传感器检测钻头作业时产生的高温达到需要降温的数值时，启动水泵，使水泵将冷却水不断转移至第一喷头和第二喷头内部喷出，对加工时的钻杆进行降温处理，且在钻孔时会产生大量灰尘，喷水会减轻空气中的灰尘。

15、s3：此外，当带动钻头的电机持续工作，在高温情况下，可能会发生损坏从而导致钻头在作业时的钻进速度突然变慢或者异常迅速等情况发生，通过设置恒温机构维持端头处的恒温，从而时工作在起源处不会出现问题，可以在换热管端头接入冷却液，使冷却液充满换热管内部，再将一部分冷却液通过换热盒的接口流入至换热盒的空腔内，使冷却液充满换热盒内部空腔，此时两者的水压为平衡状态，可启动水泵通过出水管将冷却液进入螺旋管内部，使螺旋管对热量较高的第一电机进行环绕式降温，当冷却液使第二电机的温度离开危险温度数值后，再通过进水管进入至换热盒空腔内，此刻空腔内部的冷却液热压值高于换热管内部的压力值，通过水压使换热板通过转轴打开，需要注意的是，换热板一侧的转轴为单向轴承，从而内部的液体并不会主动开启，换热板打开使温度高的冷却液与多个换热管中的冷却液进行混合后达到新的可降温冷却液，当第一电机的温度再次检测出达到危险值后，通过以上步骤再次进行降温循环，多个换热管的设计使冷却液再循环时混合的更加均匀并且可以持续利用；

16、s4：当一切准备工作就绪后，在钻杆进行作用时，启动第一电机带动螺杆转动，使动力盘在滑杆上滑动，从而带动钻石可以升降作用，在钻头离开作业环境时，联动清洁机构，以处理钻头钻刃内的残余物，通过卡箍将毛刷网套套接在固定插杆上，需要注意的是，毛刷网套为软料材质，从而可以变化角度，将固定插杆插入钻杆内壁，在复位弹簧的压力下使抵接头可以贴合钻杆内壁，启动第二电机带动钻杆缓慢转动，从而使毛刷可对钻杆进行清洗，可通过喷水机构进行辅助喷水已达到更好的清洗效果，并且毛刷网套为不黏土材质，通过喷水进行配合使毛刷网套可以多次往复使用。

17、本发明的有益之处在于：

18、1、本发明通过设置检测机构和喷水机构，实现通过检测机构检测出不同钻杆的直径大小，从而带动喷水机构做出对应的调整，使喷水角度始终对钻杆起到最大程度的降温，实现定量控制添加润滑油或冷却液的方式，主要以应对速度过快热量堆积过高而导致钻杆韧性降低而出现卡断的情况；

19、2、通过设置恒温机构，使恒温机构检测出钻杆电机的温度值达到危险数值后，启动水冷却循环措施，避免在高温情况下，可能会发生损坏从而导致钻头在作业时的钻进速度突然变慢或者异常迅速等情况。

20、3、本发明通过清洗机构，可在钻头离开作业环境时，联动清洗装置，以处理钻头钻刃内的残余物，使毛刷可对钻杆进行清洗，可通过喷水机构进行辅助喷水已达到更好的清洗效果，并且毛刷网套为不黏土材质，通过喷水进行配合使毛刷网套可以多次往复使用。