井下破碎矿岩水平炮孔清理装置及其在井下爆破中的应用的制作方法

1.本发明涉及爆破技术领域，具体的讲是一种井下破碎矿岩水平炮孔清理装置及其在井下爆破中的应用。


背景技术：

2.随着机械化装药和现场炸药混装技术的推广，爆破工程的安全水平和机械化程度取得了突破性的进展。随着世界科技化水平的提高，爆破工程引用机械自动化设备是必然的发展趋势。
3.爆破作为矿山开采重要环节，井下进路式掘进爆破具有单孔装药量少、单次起爆钻孔数多、总药量大、装药繁琐程度高等特性；目前，进路式掘进爆破通常是由凿岩机在进路掌子面上进行打孔，但受与围岩较为破碎且受地压及围岩应力变化的影响，导致炮孔内部容易被破碎的碎石给堵塞，无法完成后续装药作业，需要人工使用铁丝将炮孔内碎石掏出，疏通孔道，以完成后续的装药作业，但是上述过程需要花费的时间较多，且需要人力劳作，人工劳动强度大，存在一定的安全隐患且不利于爆破工程的自动化。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种井下破碎矿岩水平炮孔清理装置及其在井下爆破中的应用，本发明能够优化爆破作业，通过清理装置清理炮孔，减少人力劳动。
5.为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
6.井下破碎矿岩水平炮孔清理装置，包括清理杆、旋转机构和平移机构，所述清理杆的后端与旋转机构连接，所述旋转机构设置于平移机构的移动端上，所述清理杆的外侧沿轴向设置有一排外螺旋叶片，所述外螺旋叶片的靠近清理杆的一端分别设置于一条螺旋线上，所述旋转机构用于带动清理杆和外螺旋叶片旋转，所述平移机构用于带动清理杆水平移动。
7.进一步的，所述清理杆的前端设置有锥形导头，所述锥形导头与清理杆转动连接，所述锥形导头的外侧均匀开设有若干第一导流槽，所述第一导流槽连通锥形导头的前端面和后端面。
8.进一步的，所述锥形导头的前端锥形面外侧开设有螺旋槽。
9.进一步的，所述外螺旋叶片包括多段，多段外螺旋叶片沿轴向均匀分布于清理杆的外侧，相邻的两个外螺旋叶片段之间的间隙内设置有支撑块，所述支撑块为圆柱体，所述支撑块转动设置于清理杆的外侧，所述支撑块的外侧均匀开设有若干第二导流槽，所述第二导流槽连通支撑块的前端面和后端面。
10.进一步的，所述平移机构包括导轨、卷线机构和夹持机构，所述导轨水平设置，所述导轨上均匀分布有多个夹持机构，所述夹持机构可沿导轨水移动，所述夹持机构用于通过推动两个夹具相互靠近或远离，以夹持或释放支撑块；
11.所述旋转机构设置于位于导轨最后端的夹持机构上，所述导轨的前端和后端均设置有卷线机构，两个卷线机构均通过连接线与位于导轨最后端的夹持机构连接，所述卷线机构用于收束连接线以带动位于导轨最后端的夹持机构沿导轨向前或向后移动。
12.进一步的，所述夹持机构包括安装块、第一夹具、第二夹具、双向丝杆、伺服电机和滑块，所述第一夹具和第二夹具分别设置于安装块上表面左右两侧，所述安装块的上表面沿左右方向开设有导槽，所述第一夹具和第二夹具的底部均设置有导块，所述导块设置于导槽内且可沿导槽左右移动，所述双向丝杆沿左右方向设置于安装块的底部，所述伺服电机设置于安装块的侧面，所述双向丝杆的一端与伺服电机连接，所述双向丝杆的左右两侧均设置有螺母座，所述第一夹具和第二夹具底部的导块分别与位于双向丝杆左右两侧的螺母座连接，所述伺服电机用于驱动双向丝杆旋转，以使第一夹具和第二夹具相互靠近或远离。
13.井下破碎矿岩水平炮孔清理装置在井下爆破中的应用，包括以下步骤：
14.步骤s1、通过钻孔设备在待爆掌子面上开设多个水平的炮孔；
15.步骤s2、通过炮孔清理装置将炮孔内的堵塞碎岩破碎并排出；
16.步骤s3、将起爆药包和起爆雷管装入清理后的炮孔内，雷管脚线置于炮孔内侧，脚线尾部置于炮孔的外侧；
17.步骤s4、将输药管伸入炮孔内，通过装药器将制备好的混装乳化炸药通过输药管导入炮孔内，并对炮孔填塞段用填塞材料进行填塞；
18.步骤s5、将所有起爆雷管联网至起爆站；
19.步骤s6、起爆雷管，通过引爆起爆雷管及起爆药包来引爆炮孔内的混装乳化炸药。
20.进一步的，所述步骤s1中炮孔的数量为40～50个。
21.进一步的，所述步骤s1中炮孔的内径为40mm。
22.本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
23.本发明通过清理装置可清理钻孔设备钻出的炮孔，以将炮孔内的碎石掏出，且全程自动化作业，减少作业人员的劳动量，具体为：通过平移机构将整个清理杆置入炮孔内，锥形导头可在清理杆的前端破碎开路，推开清理杆前端的碎石并起到支撑清理杆前端的作用，清理杆的中部也设置有多个支撑块，用于支撑清理杆的中部，防止清理杆弯曲，当清理杆完全置入炮孔内后，通过旋转机构带动清理杆旋转，以通过清理杆外侧的外螺旋叶片将炮孔内的碎石排出。
24.下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
25.图1为本发明清理装置的结构示意图；
26.图2为本发明清理杆的立体结构示意图；
27.图3为图2的a处放大图；
28.图4为图2的b处放大图；
29.图5为夹持机构的剖面结构示意图。
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、清理杆；11、外螺旋叶片；12、锥形导头；121、第一导流槽；122、螺旋槽；13、支撑
块；131、第二导流槽；2、旋转机构；31、导轨；32、卷线机构；331、安装块；3311、导槽；332、第一夹具；3321、导块；333、第二夹具；334、双向丝杆；3341、螺母座；335、伺服电机；336、滑块。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.如图1和图2所示，井下破碎矿岩水平炮孔清理装置，包括清理杆1、旋转机构2和平移机构，所述清理杆1的后端与旋转机构2连接，所述旋转机构2 设置于平移机构的移动端上，所述清理杆1的外侧沿轴向设置有一排外螺旋叶片11，所述外螺旋叶片11的靠近清理杆1的一端分别设置于一条螺旋线上，所述旋转机构2用于带动清理杆1和外螺旋叶片11旋转，所述平移机构用于带动清理杆1水平移动。
35.具体的，清理杆1的长度可根据需要加工至任意长度，锥形导头12在材料上选择应具有一定强度和耐磨性，锥形导头12上的螺旋槽122具有一定切割能力，第一导流槽121尺寸应大于碎石，疏通能力与锥形导头12破碎后的岩块所匹配
36.如图3所示，作为一种实施方式，所述清理杆1的前端设置有锥形导头12，所述锥形导头12与清理杆1转动连接，所述锥形导头12的外侧均匀开设有若干第一导流槽121，所述第一导流槽121连通锥形导头12的前端面和后端面。
37.作为一种实施方式，所述锥形导头12的前端锥形面外侧开设有螺旋槽 122。
38.如图4所示，作为一种实施方式，所述外螺旋叶片11包括多段，多段外螺旋叶片11沿轴向均匀分布于清理杆1的外侧，相邻的两个外螺旋叶片11段之间的间隙内设置有支撑块13，所述支撑块13为圆柱体，所述支撑块13转动设置于清理杆1的外侧，所述支撑块13的外侧均匀开设有若干第二导流槽131，所述第二导流槽131连通支撑块13的前端面和后端面。
39.作为一种实施方式，所述平移机构包括导轨31、卷线机构32和夹持机构，所述导轨31水平设置，所述导轨31上均匀分布有多个夹持机构，所述夹持机构可沿导轨31水移动，所述夹持机构用于通过推动两个夹具相互靠近或远离，以夹持或释放支撑块13；
40.所述旋转机构2设置于位于导轨31最后端的夹持机构上，所述导轨31的前端和后端均设置有卷线机构32，两个卷线机构32均通过连接线与位于导轨 31最后端的夹持机构连接，所述卷线机构32用于收束连接线以带动位于导轨 31最后端的夹持机构沿导轨31向前或向后移动。
41.如图5所示，作为一种实施方式，所述夹持机构包括安装块331、第一夹具332、第二夹具333、双向丝杆334、伺服电机335和滑块336，所述第一夹具332和第二夹具333分别设置于安装块331上表面左右两侧，所述安装块331 的上表面沿左右方向开设有导槽3311，所述第一夹具332和第二夹具333的底部均设置有导块3321，所述导块3321设置于导槽3311内且可沿导槽3311左右移动，所述双向丝杆334沿左右方向设置于安装块331的底部，所述伺服
电机 335设置于安装块331的侧面，所述双向丝杆334的一端与伺服电机335连接，所述双向丝杆334的左右两侧均设置有螺母座3341，所述第一夹具332和第二夹具333底部的导块3321分别与位于双向丝杆左右两侧的螺母座3341连接，所述伺服电机335用于驱动双向丝杆旋转，以使第一夹具332和第二夹具333 相互靠近或远离；
42.具体的，通过伺服电机335驱动双向丝杆旋转，以带动双向丝杆334上的两个螺母座3341相互靠近或远离(通过双向丝杆的正反转来实现)，两个螺母座3341带动两个导轨3321相互靠近或远离，以带动第一夹具332和第二夹具333相互靠近或远离。
43.井下破碎矿岩水平炮孔清理装置在井下爆破中的应用，包括以下步骤：
44.步骤s1、通过钻孔设备在待爆掌子面上均匀开设40～50水平的40mm炮孔；
45.步骤s2、通过炮孔清理装置将炮孔内的堵塞碎岩破碎并排出；
46.步骤s3、将起爆药包和起爆雷管装入清理后的炮孔内，雷管脚线置于炮孔内侧，脚线尾部置于炮孔的外侧；
47.步骤s4、将输药管伸入炮孔内，通过装药器将制备好的混装乳化炸药通过输药管导入炮孔内，并对炮孔填塞段用填塞材料进行填塞；
48.步骤s5、将所有起爆雷管联网至起爆站；
49.步骤s6、起爆雷管，通过引爆起爆雷管及起爆药包来引爆炮孔内的混装乳化炸药。
50.在本实施例中，装药器选用湖南金能装药器型号bqpr-800。
51.本发明的工作原理：
52.在本实施例中，需要在岩壁上开设40～50个40mm的炮孔，在钻孔设备钻完孔后，由于孔径太小，且炮孔内的碎石太多，容易将炮孔堵住，所以需要清理装置将炮孔内的碎石掏出，以便于进行后续的装药作业；
53.清理装置在使用时，可架设于装药车的装药平台上，通过装药平台的移动带动清理杆对准炮孔；
54.在清理前，整个清理杆1位于导轨31的上，且旋转机构2位于导轨31的后端，夹持机构的第一夹具和第二夹具均夹持住对应的支撑块13；
55.清理时：位于导轨31前端的卷线机构32收线，位于导轨31后端的卷线机构32放线，通过连接线拉动位于导轨31最后端的夹持机构向前移动，以带动所有夹持机构沿导轨向前移动，清理杆1也随之向前移动，清理杆1前端的前端的锥形导头12会先进入炮孔内，在清理杆1的前端开路，以将碎石拨开，一部分碎石会通过第一导流槽121移动至锥形导头12的后方；
56.当位于导轨31最前端的夹持机构移动至导轨31的最前端后，伺服电机 335带动双向丝杆334旋转，以使第一夹具332和第二夹具333相互远离，以释放支撑块13，释放后的支撑块13会进入炮孔内，起到支撑清理杆1中部的作用，避免清理杆1在重力作用下弯曲，且支撑块13前方的碎石会通过第二导流槽131移动至支撑块13的后方，且当所有支撑块13脱离夹持机构进入炮孔内后，卷线机构32停止收线或放线；
57.旋转机构2带动清理杆1和外螺旋叶片旋转，清理杆1外侧的外螺旋叶片 11会将炮孔内的碎石向炮孔外输送，碎石会穿过第二导流槽131直至完全排出炮孔；
58.旋转预设时间后，炮孔内的碎石都排出后，旋转机构2停止旋转，位于导轨31前端的卷线机构32放线，位于导轨31后端的卷线机构32收线，通过连接线拉动位于导轨31最后
端的夹持机构向后移动，以带动清理杆1向后移动，以从炮孔内移出，且支撑块13在移动至对应的夹持机构的正上方时，伺服电机335带动双向丝杆334旋转，以使第一夹具332和第二夹具333相互靠近，以夹持住支撑块13，夹持后会随着清理杆1一同向后移动，当清理杆1从炮孔内完全移出后，且位于导轨31最后端的夹持机构移动至导轨31的最后端时，卷线机构32停止收线或放线，完成炮孔的清理。
59.以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。