一种隧道爆破施工用环向凿岩爆破装置及施工方法

摘要

本发明公开了一种隧道爆破施工用环向凿岩爆破装置，包括底座，所述底座的上方设置有第一气缸，所述第一气缸的上方设置有支座，所述第一气缸的输出轴与所述支座的下表面连接，所述第一气缸用以带动所述支座的升降，所述支座的上方设置有凿岩环，所述凿岩环上设置有凿孔机构，所述凿孔机构包括电机、钻头，所述电机的输出轴贯穿所述凿岩环的侧壁，所述钻头与所述电机的输出轴连接，所述电机用以带动所述钻头转动从而实现钻孔作业。本发明设计合理、使用操作简便且智能化程度高、使用效果好，能自动一次性完成呈环向布设的多个炮孔开设。

说明书

技术领域

本发明属于隧道爆破施工技术领域，尤其是涉及一种隧道爆破施工用环向凿岩爆破装置及施工方法。

背景技术

隧道开挖施工过程中，大多均需要对先进行爆破施工，其中凿岩爆破施工是一种重要的隧道爆破施工方法。实际进行凿岩爆破施工时，经常需要在爆破面上开设呈环向布设的多个炮孔，之后再按照预先设计的爆破参数配置好炸药包后放入各炮孔内，然后再进行引爆，从而完成爆破施工。现如今，在隧道开挖施工过程中进行爆破处理时，一般均先采用测量工具对各炮孔的孔位进行确定，之后再由人工采用钻机或凿孔设备在围岩上逐一开设炮孔；且待炮孔开设完成后，再由人工将预先制作好的炸药包投放入各炮孔内，因而需投入的人力物力较大，并且花费时间较长，影响隧道施工周期，现有公开专利CN201210509112.0所涉及的一种隧道爆破施工用环向凿岩爆破装置，该专利能够一次性完成呈环向布设的多个炮孔开设，但是存在一定的局限性，炮孔开设位置较单一，无法调节开孔的位置，灵活性较低，并且开孔的过程中设置容易抖动，这将导致设备长时间抖动易损坏设备，并且开孔质量无法得到有效保证，而且炮孔开设设备经常处于潮湿环境内，控制器因潮湿或电线老化会存在局部放电现象，现有的控制器往往不具备放电检测功能，放电产生的火花容易引起电线燃烧，大大提高了安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种隧道爆破施工用环向凿岩爆破装置及施工方法，其设计合理、使用操作简便且智能化程度高、使用效果好，能自动一次性完成呈环向布设的多个炮孔开设，并且可以调节开孔的位置，防止开孔过程中设备发生抖动，从而提高开孔的质量；

本发明的一个目的在于提供一种隧道爆破施工用环向凿岩爆破装置，

包括底座，所述底座的上方设置有第一气缸，所述第一气缸的上方设置有支座，所述第一气缸的输出轴与所述支座的下表面连接，所述第一气缸用以带动所述支座的升降，所述支座的上方设置有凿岩环，所述凿岩环上设置有凿孔机构，所述凿孔机构包括电机、钻头，所述电机的输出轴贯穿所述凿岩环的侧壁，所述钻头与所述电机的输出轴连接，所述电机用以带动所述钻头转动从而实现钻孔作业，所述底座的两侧设置有支撑杆，所述支撑杆倾斜并铰接设置在所述底座的两侧壁上，所述支撑杆与所述底座之间设置有支撑组件，所述支撑组件包括第二气缸、支杆，所述第二气缸设置在所述底座的侧壁上，所述第二气缸的输出轴与所述支杆的一端连接，所述支杆的另一端与所述支撑杆的侧壁连接，所述第二气缸用以带动所述支杆左右移动，从而带动所述支撑杆沿左右方向移动，从而调节所述支撑杆与所述底座之间的夹角大小，所述底座上还设置有压力泵，所述压力泵通过连接管与所述第二气缸连通，所述压力泵用以调节所述第二气缸内的压力值，从而实现所述第二气缸对所述支撑杆的作业过程，所述支撑杆的下端设置有压力传感器，所述底座上设置有控制器，所述控制器均与所述压力泵、第一气缸、电机、压力传感器电连接；

当所述支撑杆沿底座上方回缩时，所述压力传感器跟随所述支撑杆回缩，所述压力传感直至与地面相接触，此时所述压力传感器受到与地面的挤压产生信号，并将该信号传递至所述控制器内，所述控制器识别该信号控制所述压力泵停止作业，从而使所述第二气缸停止推动所述支撑杆，使所述支撑杆稳固所述底座；

所述底座下端设置有滑轮，所述滑轮便于所述底座的移动，所述滑轮上设置有刹车片，所述刹车片用以防止所述滑轮作业过程中滑动。

可选的，所述底座与所述支座之间设置有限位机构，所述限位机构包括设置在所述底座上表面的限位筒、以及可滑动设置在所述限位筒内的限位杆，所述限位杆的上端与所述支座的下表面固定连接。

可选的，所述凿孔机构设置为若干组，若干组所述凿孔机构之间均匀间隔设置。

可选的，所述控制器上设置有处理器，所述控制器与所述处理器电连接，所述控制器上设置有超声波模块、光敏感应模块，所述超声波模块、光敏感应模块与所述处理器电连接，所述超声波模块可感应周围环境的声波状况，所述光敏感应模块可感应周围环境的光电状况，所述超声波模块、光敏感应模块配合使用可感应周围环境是否存在放电现象。

可选的，所述超声波模块包括超声波检测模块、超声波数据处理模块以及第一传输模块，所述超声波检测模块的输出端与所述超声波数据处理模块的输入端连接，所述超声波数据处理模块的输出端与所述第一传输模块连接；所述超声波检测模块用于检测周围环境的声波状况；所述超声波数据处理模块用于根据周围环境的声波数值，判断检测周围环境的声波数值是否正常，所述第一传输模块用以将超声波数据处理模块生成的数据传输至所述处理器内。

可选的，所述光敏感应模块包括光敏检测模块、光敏数据处理模块以及第二传输模块，所述光敏检测模块的输出端与所述光敏数据处理模块的输入端连接，所述光敏数据处理模块的输出端与所述第二传输模块连接；所述光敏检测模块用于检测周围环境的光电状况；所述光敏数据处理模块用于根据周围环境的光电数值，判断检测周围环境的光电数值是否正常，所述第二传输模块用以将光电数据处理模块生成的数据传输至所述处理器内。

可选的，所述控制器的表面设置有报警器，所述报警器与所述处理器电连接，当所述超声波模块、光敏感应模块感应周围环境存在放电现象时，所述处理器可操控所述报警器进行响铃提示。

可选的，本发明的另一个目的在于提供一种隧道爆破施工用环向凿岩爆破施工方法，

所述方法包括以下步骤：

S1：根据所需爆破范围，经控制器通过控制第一气缸带动凿孔机构升至所需位置，凿孔机构上升至所需位置时，第一气缸关闭；

S2：当凿孔机构上升至所需位置时，控制器控制压力泵作业，压力泵通过连接管对第二气缸内的气体进行抽取，从而减小第二气缸的压力值，第二气缸带动支撑杆回缩，压力传感器跟随所述支撑杆回缩，所述压力传感直至与地面相接触，此时所述压力传感器受到与地面的挤压产生信号，并将该信号传递至所述控制器内，所述控制器识别该信号控制所述压力泵停止作业，从而使所述第二气缸停止推动所述支撑杆，使所述支撑杆稳固所述底座；

S3：当所述支撑杆稳固底座时，控制器控制电机作业，电机用以带动所述钻头转动从而实现钻孔作业；

S4：钻孔完成后控制器带动支撑杆、第一气缸复位，再通过滑轮移动底座直至安全区域，再人工对钻孔后的通孔进行人工填充炸药，从而实现爆破作业。

本发明有益效果

本发明设计合理、使用操作简便且智能化程度高、使用效果好，能自动一次性完成呈环向布设的多个炮孔开设，并且可以调节开孔的位置，提高开孔过程中的灵活性，防止开孔过程中设备发生抖动，从而提高开孔的质量，并且由于控制器因潮湿或电线老化会存在局部放电现象，伴随声光产生，本发明通过设置超声波模块、光敏感应模块配合使用可感应周围环境是否存在放电现象，用于检测控制器周边环境是否安全，有无因放电产生的火花而危及设备，大大提高了企业生产的安全性。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明支撑组件结构示意图。

图3为本发明控制器内部示意图。

图4为本发明超声波模块工作原理图。

图5为本发明光敏感应模块工作原理图。

附图标记说明：1-底座，2-第一气缸，3-支座，4-凿岩环，5-电机，6-支撑杆，7-第二气缸，8-支杆，9-压力泵，10-连接管，11-控制器，12-滑轮，13-处理器，14-超声波模块，15-光敏感应模块，16-超声波检测模块，17-超声波数据处理模块，18-第一传输模块，19-光敏检测模块，20-光敏数据处理模块，21-第二传输模块，22-报警器，23-限位筒，24-限位杆。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1-图5所示，本发明的一个目的在于提供一种隧道爆破施工用环向凿岩爆破装置，

包括底座1，所述底座1的上方设置有第一气缸2，所述第一气缸2的上方设置有支座3，所述第一气缸2的输出轴与所述支座3的下表面连接，所述第一气缸2用以带动所述支座3的升降，所述支座3的上方设置有凿岩环4，所述凿岩环4上设置有凿孔机构，所述凿孔机构包括电机5、钻头，所述电机5的输出轴贯穿所述凿岩环4的侧壁，所述钻头与所述电机5的输出轴连接，所述电机5用以带动所述钻头转动从而实现钻孔作业，所述底座1的两侧设置有支撑杆6，所述支撑杆6倾斜并铰接设置在所述底座1的两侧壁上，所述支撑杆6与所述底座1之间设置有支撑组件，所述支撑组件包括第二气缸7、支杆8，所述第二气缸7设置在所述底座1的侧壁上，所述第二气缸7的输出轴与所述支杆8的一端连接，所述支杆8的另一端与所述支撑杆6的侧壁连接，所述第二气缸7用以带动所述支杆8左右移动，从而带动所述支撑杆6沿左右方向移动，从而调节所述支撑杆6与所述底座1之间的夹角大小，所述底座1上还设置有压力泵9，所述压力泵9通过连接管10与所述第二气缸7连通，所述压力泵9用以调节所述第二气缸7内的压力值，从而实现所述第二气缸7对所述支撑杆6的作业过程，所述支撑杆6的下端设置有压力传感器，所述底座1上设置有控制器11，所述控制器11均与所述压力泵9、第一气缸2、电机5、压力传感器电连接；

当所述支撑杆6沿底座1上方回缩时，所述压力传感器跟随所述支撑杆6回缩，所述压力传感直至与地面相接触，此时所述压力传感器受到与地面的挤压产生信号，并将该信号传递至所述控制器11内，所述控制器11识别该信号控制所述压力泵9停止作业，从而使所述第二气缸7停止推动所述支撑杆6，使所述支撑杆6稳固所述底座1；

所述底座1下端设置有滑轮12，所述滑轮12便于所述底座1的移动，所述滑轮12上设置有刹车片，所述刹车片用以防止所述滑轮12作业过程中滑动，

所述底座1与所述支座3之间设置有限位机构，所述限位机构包括设置在所述底座1上表面的限位筒23、以及可滑动设置在所述限位筒23内的限位杆24，所述限位杆24的上端与所述支座3的下表面固定连接，支座3升降过程中限位杆24沿限位筒23移动，从而保证凿孔机构的位置不会偏移；

本发明设计合理、使用操作简便且智能化程度高、使用效果好，能自动一次性完成呈环向布设的多个炮孔开设，并且可以调节开孔的位置，提高开孔过程中的灵活性，防止开孔过程中设备发生抖动，从而提高开孔的质量；

所述控制器11上设置有处理器13，所述控制器11与所述处理器13电连接，所述控制器11上设置有超声波模块14、光敏感应模块15，所述超声波模块14、光敏感应模块15与所述处理器13电连接，所述超声波模块14可感应周围环境的声波状况，所述光敏感应模块15可感应周围环境的光电状况，所述超声波模块14、光敏感应模块15配合使用可感应周围环境是否存在放电现象，所述超声波模块14包括超声波检测模块16、超声波数据处理模块17以及第一传输模块18，所述超声波检测模块16的输出端与所述超声波数据处理模块17的输入端连接，所述超声波数据处理模块17的输出端与所述第一传输模块18连接；所述超声波检测模块16用于检测周围环境的声波状况；所述超声波数据处理模块17用于根据周围环境的声波数值，判断检测周围环境的声波数值是否正常，所述第一传输模块18用以将超声波数据处理模块17生成的数据传输至所述处理器13内，所述光敏感应模块15包括光敏检测模块19、光敏数据处理模块20以及第二传输模块21，所述光敏检测模块19的输出端与所述光敏数据处理模块20的输入端连接，所述光敏数据处理模块20的输出端与所述第二传输模块21连接；所述光敏检测模块19用于检测周围环境的光电状况；所述光敏数据处理模块20用于根据周围环境的光电数值，判断检测周围环境的光电数值是否正常，所述第二传输模块21用以将光电数据处理模块生成的数据传输至所述处理器13内，所述控制器11的表面设置有报警器，所述报警器与所述处理器13电连接，当所述超声波模块14、光敏感应模块15感应周围环境存在放电现象时，所述处理器13可操控所述报警器进行响铃提示，

由于控制器11因潮湿或电线老化会存在局部放电现象，伴随声光产生，本发明通过设置超声波模块14、光敏感应模块15配合使用可感应周围环境是否存在放电现象，用于检测控制器11周边环境是否安全，有无因放电产生的火花而危及设备，大大提高了企业生产的安全性；

本发明的另一个目的在于提供一种隧道爆破施工用环向凿岩爆破施工方法，

所述方法包括以下步骤：

S1：根据所需爆破范围，经控制器11通过控制第一气缸2带动凿孔机构升至所需位置，凿孔机构上升至所需位置时，第一气缸2关闭；

S2：当凿孔机构上升至所需位置时，控制器11控制压力泵9作业，压力泵9通过连接管10对第二气缸7内的气体进行抽取，从而减小第二气缸7的压力值，第二气缸7带动支撑杆6回缩，压力传感器跟随所述支撑杆6回缩，所述压力传感直至与地面相接触，此时所述压力传感器受到与地面的挤压产生信号，并将该信号传递至所述控制器11内，所述控制器11识别该信号控制所述压力泵9停止作业，从而使所述第二气缸7停止推动所述支撑杆6，使所述支撑杆6稳固所述底座1；

S3：当所述支撑杆6稳固底座1时，控制器11控制电机5作业，电机5用以带动所述钻头转动从而实现钻孔作业；

S4：钻孔完成后控制器11带动支撑杆6、第一气缸2复位，再通过滑轮12移动底座1直至安全区域，再人工对钻孔后的通孔进行人工填充炸药，从而实现爆破作业。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。