專利名稱：一種用于鉆孔和/或鉆縫的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在大型巖石面上，例如大理石或花崗石斷面上的鉆孔，并且涉及到一種用于在垂直和水平方向鉆孔和/或鉆縫的設(shè)備。
開采出來的天然石材大理石、花崗石、砂巖等通常都是從巨石鉆出來的石塊。為此要求在巖石中沿著待采的石塊的邊棱在垂直和水平方向中用合適的鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔或鉆縫。為了采得的石塊具有平整的、互相成直角的各表面，所鉆的孔必須精確地在一條與石塊各邊棱相對(duì)應(yīng)的直線上，并且在一個(gè)與各表面相對(duì)應(yīng)的方向中延伸。
就已知的鉆孔設(shè)備而言，鉆孔工具都是單個(gè)地、成對(duì)地或者按多重排列方式進(jìn)行操作的，并在一個(gè)相應(yīng)的鉆架上加以引導(dǎo)。在已知的鉆孔設(shè)備上，該鉆架被安裝在可移動(dòng)的底架上，例如在輪式底盤、履帶式底盤或者在商業(yè)上通用的挖掘機(jī)上。在使用單獨(dú)操作的鉆架和工具時(shí)，每個(gè)鉆孔位置必須用鉆孔設(shè)備分別接近。為此，鉆架被固定在懸臂上，它允許鉆架在三個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。由于已知的鉆孔設(shè)備上的懸臂運(yùn)動(dòng)是在環(huán)形軌道上進(jìn)行，所以鉆孔工具的調(diào)整要求操作人員具有相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)和技能，從而增加了操作和調(diào)節(jié)技術(shù)上的費(fèi)用。每一個(gè)單獨(dú)鉆孔的調(diào)整過程都很費(fèi)時(shí)間，這對(duì)于每次鉆孔的總鉆孔時(shí)間影響甚大。
為了減少對(duì)于一排鉆孔的調(diào)整時(shí)間，對(duì)已知的設(shè)備來說，可以借助于使用一架帶有幾套鉆孔設(shè)備或者滑軌的鉆臺(tái)，以便使用一塊帶有可移動(dòng)滑軌的橫向擋板來加以實(shí)現(xiàn)。
鉆臺(tái)已由隧道掘進(jìn)和平巷掘進(jìn)而廣為人知(參看例如DE-AS2017738和DE-PS1224235)。使用這些裝置能夠優(yōu)先沿水平方向在鉆臺(tái)前面在隧道或者平巷的工作面前壁上鉆孔。它們能夠懸式地或者立式地在軌道上移動(dòng)，并且配備幾臺(tái)鉆孔設(shè)備。使用合適的調(diào)整手段對(duì)鉆臺(tái)進(jìn)行高度和橫向調(diào)節(jié)，使用定向射束例如激光以及使用鉆孔設(shè)備的調(diào)整部件來定位鉆孔工具。每個(gè)帶有附屬鉆孔工具的鉆架都是單獨(dú)移動(dòng)和調(diào)整的。
UK-PS 1362 119介紹了一種用于隧道或平巷掘進(jìn)的鉆臺(tái)，它具有懸掛式結(jié)構(gòu)。在平巷或者隧道的頂壁上，平行于它的縱軸線至少固定著兩根承載梁，其上掛著一根可移動(dòng)的橫梁。在此橫梁上，與平巷或者隧道軸線交叉地移動(dòng)著一輛吊車小車，它至少承載著兩套鉆孔設(shè)備。每套鉆孔工具都單獨(dú)加以調(diào)整，使之在工作面前壁上鉆孔。
當(dāng)鉆孔設(shè)備必須為每個(gè)待鉆的孔加以調(diào)整時(shí)，就要求有一套相應(yīng)的控制方法，這一點(diǎn)能夠通過與定向射束的結(jié)束來自動(dòng)進(jìn)行。在DE-OS一0257048中敘述了這樣一種控制方法。這種已知的鉆臺(tái)，它的大小取決于隧道或者平巷的斷面尺寸。適宜于小型待鉆孔的表面。該裝置是為在水平方向中鉆孔，也就是說為垂直表面的鉆孔而設(shè)計(jì)的。開采石料時(shí)需要在水平方向中鉆孔，而在大得多的范圍內(nèi)則需要在垂直方向中鉆孔。
TAMROCK(芬蘭)公司介紹的一種鉆孔設(shè)備配有一橫向護(hù)板。在橫向護(hù)板上移動(dòng)著至少一輛鉆車，鉆車上至少配置一副鉆架。橫向護(hù)板被安裝在承載裝置，例如挖掘機(jī)的懸臂上。它根據(jù)所要求的鉆孔方向用合適的定位設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，并被固定在這個(gè)位置上。鉆孔工具沿橫向護(hù)板運(yùn)行，并平行于橫向護(hù)板鉆出一排孔。這些孔在傾角和深度上互相一致并且位于一條線上，從而獲得精確的石料邊棱和表面。每一鉆孔的總鉆孔時(shí)間可以借助橫向護(hù)板加以減小，這是因?yàn)樵趦蓚€(gè)平面內(nèi)對(duì)幾個(gè)孔只須做一次調(diào)整。鉆孔排的長(zhǎng)度取決于橫向護(hù)板的長(zhǎng)度。它一般由承載裝置和懸臂的承載能力，對(duì)各個(gè)鉆孔工具要求的壓緊力以及橫向護(hù)板的穩(wěn)定性來確定，并且被限制在一至兩塊石料長(zhǎng)度的范圍內(nèi)。
US3225842提出一種橫梁，它與運(yùn)行方向相垂直地安裝在一個(gè)履帶式底盤上。在橫梁上安裝了一個(gè)可移動(dòng)的滑座，它承載著帶有鉆孔工具的可升降和可轉(zhuǎn)動(dòng)的鉆架。橫梁的長(zhǎng)度僅略長(zhǎng)于履帶式底盤的寬度，因此鉆車的工作范圍受到限制。
在DEPS2913438中描述了一種安置在鉆車的支承架上的滑軌，它與鉆車運(yùn)行方向相垂直或者相平行，它至少可在一個(gè)末端上通過一配對(duì)件沿軸向延長(zhǎng)。帶有鉆孔工具的鉆架可移動(dòng)，可升降并可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置在滑座上。因此能夠在一條受軌道長(zhǎng)度限制的平巷內(nèi)，在一個(gè)方向上鉆一排孔。借助于滑軌的軸向延長(zhǎng)，滑軌的工作范圍向外擴(kuò)大到超過鉆車的外部尺寸，但它仍然被限制在大約兩塊石料長(zhǎng)度的范圍內(nèi)。
DEPS3431866公開了一種鉆車，它特別適用于底壁打孔，也就是說在垂直方向鉆孔。在配備了履帶式底盤的中心框架上，與它的縱軸相垂直地安裝了一個(gè)帶有高度可調(diào)和可轉(zhuǎn)動(dòng)的鉆臂的支垛。被固定在其上的鉆架和鉆孔工具借助這條鉆臂而被調(diào)整到需要的鉆孔方向，并被固定在這個(gè)位置上。支垛被安置在鉆車上，并能在鉆車的移動(dòng)方向(縱向軸)上移動(dòng)。借助于支垛在中心框架上的移動(dòng)，便可鉆出一排精確地位于一條直線上并在一個(gè)方向上延伸的孔?？着诺拈L(zhǎng)度取決于中心框架的大小以及鉆車的功率，一般被限制在兩塊石料長(zhǎng)度的范圍內(nèi)。
在一般情況下，由于兩塊石料長(zhǎng)度都要求鉆孔工具移位，而且由于橫向護(hù)板或者滑軌以及帶有鉆孔工具的各個(gè)鉆架要不斷進(jìn)行新的調(diào)整，所以對(duì)規(guī)定的鉆孔線和鉆孔方向的偏離是不可避免的。除了鉆孔設(shè)備的調(diào)整時(shí)間很長(zhǎng)之外，還造成了石料的邊棱歪斜和表面不平。為了保證石料的優(yōu)質(zhì)，邊棱和表面必須事后加以修整。這意味著附加加工作量和增加成本以及造成大量廢料，廢料又須重新被堆放到碎石場(chǎng)，從而使得大片的地面需要再開墾。
本發(fā)明的任務(wù)是創(chuàng)造出開頭提到的那種類型的設(shè)備，使用它能夠在大型平巷中或者在相當(dāng)于待鉆出石料規(guī)格數(shù)倍的大型表面上鉆出具有高質(zhì)量的大量石料。對(duì)該設(shè)備只需進(jìn)行一次性調(diào)整，鉆孔工具調(diào)整時(shí)間短，按每開采一塊石料計(jì)工時(shí)和材料消耗很小。
按照本發(fā)明，該任務(wù)是借助于權(quán)利要求1中所述特征的設(shè)備加以解決的。
按照本發(fā)明的設(shè)備的特別優(yōu)選的實(shí)施例，是權(quán)利要求2至5的對(duì)象。
按照本發(fā)明的設(shè)備采用鉆橋結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)選設(shè)計(jì)為與軌道相連的、自動(dòng)行駛的龍門式、半龍門式或橋式吊車，它能夠跨越大的作業(yè)面。橋的跨度和立柱的高度是配合現(xiàn)場(chǎng)具體條件的，例如采石場(chǎng)的地形。借助在高度上和方向上都經(jīng)過調(diào)整的軌道，移動(dòng)軸線的位置和方向被確定在此空間內(nèi)。在鉆橋上移動(dòng)著兩臺(tái)或更多的吊車小車，鉆孔設(shè)備就安裝在這些小車上。能夠在吊車橫梁上移動(dòng)的吊車小車，在此空間內(nèi)確定了第二條移動(dòng)軸線的位置和方向。因此，每個(gè)點(diǎn)都可在一個(gè)水平地布置在場(chǎng)地中的X-Y平面內(nèi)簡(jiǎn)單而迅速地開鉆。一方面是吊車軌道上的吊車，另一方面是吊車橫梁上的吊車小車，它們的線性移動(dòng)路徑使得在數(shù)倍于石料尺寸的更大的平巷內(nèi)鉆出直線排列孔成為可能，這樣就能精確保持橫向和縱向傾斜的鉆孔方向和鉆孔排列。每臺(tái)吊車小車都配備一套單獨(dú)的運(yùn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，運(yùn)輸兩副或更多的高度可調(diào)整的和可轉(zhuǎn)動(dòng)的鉆架。高度可調(diào)整性使得鉆孔裝備能適應(yīng)現(xiàn)有場(chǎng)地。轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行于吊車橫梁的縱軸線。因此，帶有鉆孔工具的鉆架能夠在垂直和水平狀態(tài)之間加以任意調(diào)整和固定。所需在垂直方向或水平方向中的傾角，例如可由巖石的紋理加以確定，而且在對(duì)鉆臺(tái)上所有工作的鉆孔工具進(jìn)行一次性調(diào)整之后，便可準(zhǔn)確地加以保持。如果輸入所需的孔間距，那么，預(yù)定平面上的鉆孔基本上可通過使用合適的可編程控制方法自動(dòng)進(jìn)行。
優(yōu)先選擇在兩條軌道之間鉆孔，即在鉆橋在其上移動(dòng)的那兩條軌道之間鉆孔。通過支柱的相應(yīng)結(jié)構(gòu)和采用帶有超出支柱和軌道的懸臂的鉆橋橫梁，還能在軌道區(qū)域之外進(jìn)行鉆孔。
除了配有鉆孔單元的吊車小車外，還可在鉆橋上為一輛吊車小車配備一套提升機(jī)構(gòu)。該吊車小車的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)大，能夠用于提取和裝載已被鉆出來的石料。
鉆橋可以配備合適的履帶式或者輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)以代替軌道運(yùn)行機(jī)構(gòu)。這需要為鉆橋準(zhǔn)備特殊的行駛道(筆直而平整)，以便保證鉆橋的承載能力及水平調(diào)整。
下面根據(jù)附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖示

圖1是按照本發(fā)明采用全龍門結(jié)構(gòu)形式的鉆橋正視圖；圖2是按照本發(fā)明采用半龍門結(jié)構(gòu)形式的鉆橋正視圖；圖3是按照本發(fā)明采用橋式結(jié)構(gòu)的鉆橋正視圖；圖4是按照本發(fā)明的如圖1所示的鉆橋的橫截面，鉆橋處于不同的工作位置；圖5是按照本發(fā)明的鉆橋的側(cè)視圖，在一吊車小車上裝有懸臂和鉆孔裝置在鉆橋旁鉆孔；及圖6是按照本發(fā)明的鉆橋側(cè)視圖，在一吊車小車上裝有包括轉(zhuǎn)環(huán)的懸臂和鉆孔裝置(在鉆橋前鉆孔)。
在第一種結(jié)構(gòu)形式(圖1)中，可在軌道1上移動(dòng)的鉆橋，由配備了兩根成套支柱3、4的兩根鉆橋橫梁2組成，支柱3、4各配備一套移動(dòng)機(jī)構(gòu)5、6。至少支柱的高度可借助于支柱節(jié)7的抽出或插入進(jìn)行調(diào)整。這樣鉆橋就能夠適應(yīng)現(xiàn)有的場(chǎng)地。高度調(diào)整單元8被安裝在每輛吊車小車9上，而且至少與兩副鉆架11固定在小車上底板10上。高度調(diào)整單元8的提升高度和帶有鉆孔工具12的鉆架11的鉆孔深度因此都得到最佳利用。
在第二種結(jié)構(gòu)形式(圖2)中，鉆橋在一側(cè)裝備了支柱3和附屬于它的移動(dòng)機(jī)構(gòu)5，而在另一側(cè)，第二套移動(dòng)機(jī)構(gòu)6被直接安裝在鉆橋橫梁2的下面。如果把用于移動(dòng)機(jī)構(gòu)6的軌道1遷移到一個(gè)上升的坡上，那么這個(gè)坡上需要的鉆孔便能相對(duì)容易地鉆成。對(duì)于帶有輪式或履帶式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)裝置來說，這種場(chǎng)地區(qū)段恐怕是很難或者根本不能達(dá)到的。
在第三種結(jié)構(gòu)形式(圖3)中，圖1中所示出兩副支柱3，4被撤掉，鉆橋用作為橋式起重機(jī)。這種形式只能在場(chǎng)地很平整或者上升坡已被鏟平的條件下使用。軌道移動(dòng)機(jī)構(gòu)5，6直接安裝在鉆橋橫梁2的下面，所以鉆橋的全長(zhǎng)度能用于沿鉆橋橫梁的長(zhǎng)排鉆孔，此外高度調(diào)整單元8和帶有鉆孔工具12的鉆架11的全高度可移動(dòng)量能用于深處巖石開采。
在圖4中，吊車小車9除了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13所需的機(jī)組之外，還配備了一套高度調(diào)整單元8，該單元能夠?qū)@孔裝置定位在相應(yīng)的高度或深度上。高度調(diào)整單元8由導(dǎo)向部分14和滑動(dòng)部分15組成，在后者的末端可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定著底板10。帶有鉆孔工具12的鉆架11安裝在底板10上，并能在高度上移動(dòng)。垂直鉆孔時(shí)，鉆架11垂直豎立，它被調(diào)整到場(chǎng)地上棱邊的高度，借助于轉(zhuǎn)向裝置16被傾斜到所要求的鉆孔方向上去。為了在水平方向鉆孔，底板10連同鉆架11被傾斜90°并且利用高度調(diào)整單元8而被調(diào)整到緊貼巖壁的高度。
在圖5中實(shí)現(xiàn)了配有懸臂17的鉆架11的高度調(diào)整。懸臂17在配備了支座18的吊車小車9上鉸接安裝，并借助于線性調(diào)整裝置19，例如汽缸、軸提升裝置，以實(shí)現(xiàn)升降。在懸臂17的尖端上安裝有用于鉆架11的可轉(zhuǎn)向底板20，使用轉(zhuǎn)向裝置21調(diào)整鉆孔方向(傾斜)，亦即鉆架11為了在水平方向鉆孔而被傾斜90°。借助于懸臂17，鉆橋擁有了更大的有效使用范圍。它還可超出吊車軌道的末端進(jìn)行鉆孔。
圖6中示明帶有懸臂的鉆橋的另一種結(jié)構(gòu)形式。使用懸臂22，對(duì)安裝在它的尖端上的鉆架11實(shí)現(xiàn)高度上的定位；使用可回轉(zhuǎn)的底板23進(jìn)行調(diào)整。在懸臂的尖端內(nèi)附加的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)24使得與回轉(zhuǎn)裝置25相連接的鉆架11能在不同方向中和不同位置上移動(dòng)。因此，如圖6所示，還可實(shí)現(xiàn)側(cè)向的水平鉆孔和超出吊車軌道26末端的端前鉆孔。
權(quán)利要求
1.一種用于沿垂直和水平方向鉆孔和/或鉆縫的設(shè)備，其特征在于它具有與軌道相連的自動(dòng)運(yùn)行吊車橋架(2)，橋架采用全龍門，半龍門或橋結(jié)構(gòu)形式，它的支柱(3，4)能夠在其長(zhǎng)度上加以調(diào)變，它配有一臺(tái)或幾臺(tái)吊車小車(9)，帶有鉆孔工具(12)時(shí)在高度和方向上可調(diào)整的鉆架(11)安裝在吊車小車上。
2.按照權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于鉆架(11)的高度調(diào)節(jié)由滑動(dòng)裝置(8)來實(shí)現(xiàn)，滑動(dòng)裝置(8)由導(dǎo)向部分和滑動(dòng)部分(14，15)組成，它們可滑動(dòng)地套裝在一起。
3.按照權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于鉆架(11)安裝在懸臂(17、22)上，懸臂被鉸接安裝在吊車小車(9)上。
4.按照權(quán)利要求1、2或3中所述的設(shè)備，其特征在于在高度調(diào)節(jié)裝置的末端，在該裝置和鉆架(11)之間安裝了一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置(16)，以用于調(diào)整鉆架的傾斜度和調(diào)整水平或垂直的鉆孔位置。
5.按照權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其特征在于在懸臂(22)的末端配備了一個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(24)，以用于鉆架(11)在空間的定位。
全文摘要
一種用于在垂直和水平方向中鉆孔和/或鉆縫，尤其是在巖石中鉆孔和/或鉆縫的設(shè)備。該設(shè)備包括一架與軌道相聯(lián)的自運(yùn)行吊車橋2，采用全龍門、半龍門或者橋式結(jié)構(gòu)，它的支柱3，4能在長(zhǎng)度上調(diào)變。在吊車橋上配備至少一臺(tái)吊車小車9，它安裝在帶有鉆孔工具12的在高度和方向上能調(diào)整的鉆架11上。
文檔編號(hào)E21B15/04GK1164882SQ96190965
公開日1997年11月12日 申請(qǐng)日期1996年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月4日
發(fā)明者喬治·庫勒 申請(qǐng)人:喬治·庫勒