[发明专利]一种提高台阶爆破预裂孔钻孔精度的钻孔方法及钻孔装置

说明书

本发明公开了一种提高台阶爆破预裂孔钻孔精度的钻孔方法及钻孔装置，该钻孔装置包括凿岩钻机、信号发射器和信号接收器，所述信号发射器设置在凿岩钻机的钻头内，所述信号接收器设置在钻孔设定的基准点，所述信号发射器的信号输出端与信号接收器的信号接收端连接。本发明通过在钻头中内置信号发射器，可以在钻孔过程中由信号接收装置确定钻头的精确位置，并根据钻孔偏差不断调整钻头倾角，提高预裂孔的钻孔精度。

技术领域

本发明属于岩土工程爆破的技术领域，具体涉及一种提高台阶爆破预裂孔钻孔精度的钻孔方法及钻孔装置。

背景技术

在矿山、水利水电、道路桥梁等岩土工程领域，预裂爆破技术在建基面、边坡坡面、道路基面等关键部位的开挖中，应用非常广泛。预裂爆破效果的好坏，会直接影响着保留基面的损伤程度、开挖平整度，也会间接影响着边坡和基面的稳定以及后续主体工程的安全。而预裂孔的钻孔精度是影响预裂爆破效果好坏的一项非常重要的因素。

传统的预裂孔钻孔方法是人工架设支架式潜孔钻机，人工调整钻机的位置和钻头的方位。该方法对于潜孔预裂爆破和小范围爆破能够满足精度和效率的要求。而对于深孔大爆区台阶爆破，预裂孔的深度较深，预裂孔的数量也较多时，传统方法的钻孔精度和钻孔效率就很难满足要求。比如，对于15m深的预裂孔，当钻孔偏差超过1°时，孔底的预裂孔位置偏差会超过26cm。而当相邻炮孔孔位偏差叠加时，这个偏差会更大。

因此，需要研发一种提高台阶爆破预裂孔钻孔精度的钻孔方法，用于工程现场台阶爆破快速高效地钻孔。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种快速高效、且精度高的提高台阶爆破预裂孔钻孔精度的钻孔方法及钻孔装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高台阶爆破预裂孔钻孔精度的钻孔方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)确定基准点Y₀(x₀,y₀,z₀)，设定各个预裂孔的孔位坐标Y₁(x₁,y₁,z₁)、Y₂(x₂,y₂,z₂)······Y_i(x_i,y_i,z_i)和各个预裂孔对应的孔轴线的方向向量V₁(a₁,b₁,c₁)、V₂(a₂,b₂,c₂)······V_i(a_i,b_i,c_i)；

2)根据各个预裂孔设定的孔位坐标和孔轴线的方向向量，建立预裂孔轴线三维直线方程；

3)凿岩钻机定位第一个预裂孔Y₁(x₁,y₁,z₁)的位置，在凿岩钻机的钻头内设置信号发射器，在基准点Y₀(x₀,y₀,z₀)处设置信号接收器，按照设定的钻孔倾角和位置开始钻孔；

4)开始钻孔后，通过钻头内置的信号发射器发射信号，设置在基准点Y₀(x₀,y₀,z₀)处的信号接收器接收来自信号发射器发射的信号，并确定钻头的位置坐标Z(x,y,z)，计算钻头与预裂孔轴线的距离偏差d；

5)当偏差d大于阈值D时，信号发射器发出预警，并计算偏差角度根据计算结果调整钻头的钻孔倾角，以校准钻孔精度；