一种用于采矿爆破的高效炮孔测量设备及其方法

本发明涉及采矿爆破，具体涉及一种用于采矿爆破的高效炮孔测量设备及其方法。

背景技术：

1、矿山中深孔爆破通常是在一个事先修好的台阶上，进行钻孔作业，钻孔一般分为垂直钻孔与倾斜钻孔两种形式，由钻机在事先规划好的定点进行钻探，钻完孔后需使用木质或竹制炮棍对炮孔深度进行测量，炮孔测量主要是为了检查炮孔的孔径、孔深与孔间距是否符合标准。

2、现有的炮孔测量设备除了木质或竹制炮棍以外，还有尾端带有配重块的绳子，通过配重块受重力下落拉动绳子伸长，但是由于钻出的炮孔内壁土质松软，炮孔内壁的泥土、碎石掉落在炮孔底部，会影响绳子的测量精度，而采用炮棍虽然可以解决这一问题，但是炮棍却存在长度太长、难以携带、插入炮孔后难以保持竖直的问题，且一旦炮孔底部堆积泥石过多或钻探过浅造成炮孔深度不满足标准，炮棍难以补救；另外现有的炮棍仅能用于炮孔深度测量，难以对炮孔内壁进行压实，在后续装药过程中容易出现装药堵塞的问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种用于采矿爆破的高效炮孔测量设备及其方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种用于采矿爆破的高效炮孔测量设备，包括机架和处于机架下方的孔径测量机构，所述机架的底部安装有滚轮，所述机架的顶部安装有顶座，所述顶座内开设有收纳槽，所述收纳槽内活动放置有测量杆，所述收纳槽的中部开设有凹槽，所述凹槽内安装有压壁机构，所述机架的侧壁上开设有活动槽，所述活动槽内安装有钻探机构，所述活动槽的底部开设有螺孔；

4、所述压壁机构包括活动座，所述活动座上靠近一侧边设有上下贯穿该活动座的杆孔，所述杆孔的顶部设置有定位环，所述活动座上靠近另一侧边设有上下贯穿该活动座的齿纹孔，所述齿纹孔内部贯穿设置有固定柱，所述固定柱外侧壁与齿纹孔内壁均设置有齿纹，所述活动座靠近杆孔的一侧壁上一体连接有连杆，所述连杆远离活动座的一端连接有压壁气缸；

5、所述钻探机构包括活动块，所述活动块的下方设置有螺杆，所述活动块与螺杆之间连接有轴承，所述活动块的顶部安装有升降气缸，所述升降气缸的伸缩端竖直向上并连接有安装座，所述安装座的顶部连接有第一卡柱，所述安装座的上方设置有横臂，所述横臂的一侧一体连接有固定环，所述固定环的中部贯穿开设有插孔，所述固定环的顶部安装有驱动电机，所述驱动电机的动力输出轴竖直向下并连接有第二卡柱，所述第二卡柱的底部一体连接有插块。

6、作为本发明的一种优选方案，所述活动座呈圆柱状，所述活动座经连杆与压壁气缸内的活塞转动连接，所述齿纹孔经齿纹与固定柱相啮合，所述固定柱固定于凹槽的底面上，所述活动座经齿纹孔与固定柱转动连接。

7、作为本发明的一种优选方案，所述杆孔内径尺寸与测量杆外径尺寸相适配，所述活动座经杆孔与测量杆活动插接，所述定位环呈中部中空的圆台状，所述定位环材质为橡胶，且定位环与杆孔活动插接。

8、作为本发明的一种优选方案，所述活动块的两侧凸出，所述活动块的两侧卡于活动槽内并与活动槽在竖直方向上形成滑动连接，所述螺杆经轴承与活动块形成转动连接，所述螺杆贯穿螺孔与机架形成螺纹连接，所述第一卡柱与安装座一体连接，所述第一卡柱卡于横臂内部并与横臂形成转动连接，所述横臂的底部经第一卡柱和安装座连接升降气缸。

9、作为本发明的一种优选方案，所述测量杆包括上段杆、下段杆与中段杆，所述上段杆与下段杆数量均为一个，所述中段杆数量为若干个，所述上段杆的顶部开设有插槽，所述上段杆与中段杆的底部均一体连接有插杆，所述插杆的两侧侧壁内部均开设有第一滑槽，所述第一滑槽内部设置有第一弹簧，所述第一弹簧的外侧连接有卡块，所述下段杆与中段杆的顶部两侧壁均开设有卡槽，所述上段杆与下段杆之间贯穿中段杆连接有弹力绳，所述下段杆的上端开口，且下段杆的下端外圆上安装有螺旋叶片。

10、作为本发明的一种优选方案，所述驱动电机安装于固定环的上方，所述驱动电机的动力输出轴插入插孔内，所述第二卡柱卡于插孔内并形成转动连接，所述插块的宽度与插槽的宽度尺寸相适配，所述插块与插槽活动插接。

11、作为本发明的一种优选方案，所述插杆的外径与测量杆的内径相适配，所述插杆与相邻测量杆的顶部插接，所述卡块在第一滑槽内滑动伸缩，所述卡块经对应的卡槽贯穿测量杆侧壁。

12、作为本发明的一种优选方案，所述孔径测量机构包括测量环，所述测量环的内壁上设置有压块，所述压块的顶部安装有激光测距传感器，所述测量环的内壁开设有第二滑槽，所述第二滑槽内设置有电磁铁，所述电磁铁与压块之间连接有第二弹簧，所述测量环的顶部开设有定位孔，所述压块呈截面为7字形的圆弧板状，所述压块数量为三个，在测量环内壁呈周向等距排布，所述压块外侧壁经对应侧的第二弹簧与对应侧的电磁铁连接。

13、作为本发明的一种优选方案，所述机架的中部贯穿开设有通孔，所述通孔内贯穿设置有定位杆，所述定位杆外套设有橡胶套，所述定位杆的外径尺寸与定位孔的内径尺寸相适配，所述定位杆贯穿通孔后经定位孔与测量环活动插接。

14、一种用于采矿爆破的高效炮孔测量方法，该方法采用了上述的一种用于采矿爆破的高效炮孔测量设备，该方法包括以下步骤：

15、s1：将测量环放置在炮孔上，保持测量环与炮孔中心对齐；

16、s2：将机架通过滚轮移动至测量环上方，保持定位杆与测量环上的定位孔对齐，并按压定位杆，使定位杆在通孔内下移插入定位孔内；

17、s3：将一个测量杆底部的插杆与下方的测量杆插接，卡块受第一弹簧的回弹力作用插入对应的卡槽内，逐一插接将若干个测量杆组装，使上段杆与下段杆分别安装在若干个衔接好的中段杆的上下两侧；

18、s4：将组装好的测量杆依次穿过机架中部以及测量环，测量杆伸入炮孔内部，直至测量杆底部接触炮孔底面，通过观察与炮孔表面平齐的测量杆外表壁的刻度，读取炮孔深度；

19、s5：同时电磁铁导通拉动压块朝向测量环内壁移动，压块紧贴炮孔内壁，通过激光测距传感器检测到测量杆的距离，测出炮孔内径；

20、s6：在炮孔过浅不满足标准时，通过将固定环套在上段杆顶部，使插块与插槽插接，由驱动电机带动第二卡柱转动，第二卡柱带动插块转动，插块带动测量杆转动，并配合升降气缸收缩，拉动固定环下移对测量环施以向下的压力，使下段杆底端边转动边下移，向炮孔的底部钻探加深炮孔；

21、s7：在测量结束后，将固定环从上段杆顶部移出，从上段杆顶部套上定位环，并挤压定位环插入杆孔内，由定位环挤压杆孔使活动座与测量杆保持相对静止状态；

22、s8：由压壁气缸伸缩经连杆推动活动座，使活动座经齿纹孔相对固定柱转动，并由活动座带动测量杆转动，使测量杆转动侧壁挤压炮孔内壁；

23、s9：将测量杆从炮孔内拉出，按压卡块使其从卡槽中脱离，使相邻测量杆分离，通过弹力绳牵引将若干个测量杆折叠放入收纳槽中；

24、s10：拉动定位杆从定位孔内脱离，将测量环放置在机架上，推动机架移动至下移炮孔处继续测量。

25、与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

26、1、本发明通过设置测量杆，通过将测量杆设计成由一个上段杆、下段杆与若干个中段杆组成的样式，相邻测量杆之间通过插杆插接，并由卡块卡于卡槽内完成定位，可使若干个测量杆快速组装，既可对炮孔深度进行精准测量，又可拆卸折叠，方便携带搬运。

27、2、本发明通过设置压壁机构，通过组装好的测量杆经杆孔贯穿活动座，并从上段杆顶部套上定位环，并挤压定位环插入杆孔内，由定位环挤压杆孔内壁使活动座与测量杆保持相对静止状态，通过压壁气缸伸缩经连杆推动活动座，使活动座经齿纹孔相对固定柱转动，并由活动座带动测量杆转动，使测量杆转动侧壁挤压炮孔内壁，实现将炮孔内壁松软的土质压实的辅助功能，避免了后续装药时摩擦炮孔内壁造成松软泥土掉落而引起堵塞的问题。

28、3、本发明通过设置钻探机构，在炮孔底部堆积泥石过多或炮孔钻探过浅测量出炮孔深度不满足标准时，通过转动螺杆，螺杆在螺孔内转动上移，螺杆经活动块推动升降气缸、横臂以及固定环上移，将固定环套在上段杆顶部，使插块与插槽插接，由驱动电机带动第二卡柱转动，第二卡柱带动插块转动，插块带动测量杆转动，并配合升降气缸收缩，拉动固定环下移对测量环施以向下的压力，使下段杆底端边转动边下移，向炮孔底部钻探加深炮孔，在测量的同时对炮孔进行加深，避免了钻机二次加工的麻烦。

29、4、本发明通过设置孔径测量机构，通过将测量环放置在炮孔上，在插入测量杆时，三个压块受第二弹簧的弹力挤压测量杆保持在测量环的中心位置，此时测量杆也处于炮孔的中心位置，通过电磁铁驱动三个压块朝向测量环内壁移动，可使压块挤压炮孔内壁，通过激光测距传感器检测到测量杆的距离即可测量出炮孔孔径，实现在测量炮孔孔径的同时支撑测量杆对中，可有避免测量杆在炮孔内歪斜造成测量误差。