有效排出岩粉的DTH式钻孔机及利用其的钻孔方法技术

根据本发明专利技术的钻孔机，由于能够将打碎岩石或地面而形成的岩粉有效地向外部排出，因此具有即使开挖跨度变长也能够防止降低岩粉排出及堵塞(jamming)的发生的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种DTH(潜孔，Down-the-hole)式钻孔机，尤其涉及一种，由于可有效地排出打碎岩石或地面而成的岩粉，因此即使开挖跨度(Excavation span)变长也不会发生降低岩粉的排出及堵塞(jamming)的DTH式钻孔机。并且，本专利技术还涉及一种利用这种钻孔机的钻孔方法。
技术介绍
多锤头式的钻孔机是设在主体的多个锤头进行往复移动的同时对位于前方的岩石进行锤打并开凿的，根据锤头的工作方式分为液压式和气动式。气动多锤头式的钻孔机主要使用于如地下水的开发、浅深度的地热开发等的垂直钻孔。利用气动式锤头对岩石进行垂直钻孔时，打碎岩石或地面而成的岩粉(rock particles)通过用于使锤头工作的压缩空气来自动地排除到地表面。当岩粉与压缩空气一同排出到上方时，除了与钻孔壁摩擦而部分速度下降之外，在整体上速度矢量比较均匀(uniform)地形成，由此，岩粉可顺利地排出到外部。但是，当利用气动多锤头式的钻孔机来以水平方向钻孔时，开挖跨度越长，越难以排出岩粉，对这点以多锤头式的扩孔机作为例子进行说明。如上所述，气动多锤头式的扩孔机是通过压缩空气来使锤头进行往复移动，同时对位于前方的岩石进行锤打，并由上述锤打而形成的岩粉通过用于使所述锤头工作的压缩空气来排出到后方。如图1a所示，挖掘起始部中，在扩孔机1后方几乎没有岩粉3，由此不会妨碍岩粉的排出，因此岩粉3可以顺利地排出到后方(地面)。但是，如图1b所示，若开挖跨度为10m-30m左右，则岩粉3
会堆积在扩孔机1后方，因此，会开始妨碍岩粉的排出，如图1c所示，若开挖跨度超过30m-50m，则岩粉3会大量堆积在扩孔机1后方，因此，降低岩粉的排出并发生堵塞(jamming)现象。如上所述，在利用气动多锤头式的钻孔机(包括扩孔机)以水平方向钻孔的情况下，开挖跨度越长，岩粉3越难以顺利地排出到外部，由此，存在妨碍钻孔作业的问题。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种，在以水平方向钻孔的情况下，能够将岩粉顺利地排出到外部(地面)的DTH式钻孔机(包括扩孔机)。本专利技术的另一目的在于，提供一种利用这种钻孔机的钻孔方法。解决课题的方法本专利技术的技术构思可适用于气动多锤头式的钻孔机，下面围绕本专利技术相对于现有的气动多锤头式的钻孔机所具有的特定结构进行说明，并省略气动多锤头式钻孔机的一般结构。气动多锤头式钻孔机的一般结构记载于韩国专利第10-0683909号、第10-1072232号等专利文献中。本说明书包括上述专利的授权公报中所公开的、用于理解的气动多锤头式钻孔机的一般结构的内容。本专利技术的钻孔机100具备：钢管40，其设置在主体10且与主体10相比更向后方延伸；导向板50，其在所述后方的钢管40的内部设置，并且与主体10及钢管40一起形成密闭的空间55；及排放管60，其与导向板50连接并与所述空间55连通。由锤头20锤打岩石或地面而形成的岩粉，通过压缩空气来经过所述空间55和排放管60而排出到外部(地面)。本专利技术可适用于多锤头式的扩孔机100。所述扩孔机100具备：压缩空气供应管7，其用于向锤头20供应压缩空气；及驱动杆5，其用于向主体10传递旋转力和拉力。压缩空气供应管7以贯通导向板50的方式设置。优选地，当所述钻孔机或扩孔机以水平方向进行钻孔时，导向板50在钢管40的内部倾斜设置，导向板50以其下端与其上端相比更远离主体10的方式设置。此时，排放管60优选设置在所述下端或设置在与所述下端接近的高度。所述钻孔机是直径为400mm-2000mm的扩孔机100，在以水平方向进行钻孔时，导向板50是平板且以与主体10的后端面形成20度至40度的角度θ的方式倾斜设置，排放管60的直径d为80mm至120mm，并且设置在导向板50的下端或与所述下端接近的高度。本专利技术的另一方面的钻孔方法，其包括：(a)设置在主体10的锤头20通过压缩空气来进行往复移动的同时锤打岩石，并且由所述锤打而形成的岩粉通过所述压缩空气向主体10的后方移动的步骤；(b)移动至主体10后方的岩粉经过钢管40和导向板50的引导来向排放管60移动的步骤；及(c)移动至排放管60的岩粉向外部排出的步骤。专利技术的效果根据本专利技术的DTH式钻孔机及钻孔方法，即使开挖跨度变长，也能够将岩粉顺利地向外部排出。尤其，现有的气动多锤头式钻孔机在进行水平方向的钻孔时，开挖跨度变长，则降低岩粉的排出并发生堵塞(jamming)，但本专利技术的钻孔机和钻孔方法能够解决上述课题。附图说明下面，为说明本专利技术，参照附图对本专利技术适用于气动多锤头式的扩孔机及DTH(Down-the-hole)式钻孔机的情况进行说明。参考本说明书的本领域技术人员可容易得知，本专利技术除适用于扩孔机之外，还可适用于其他气动DTH式的锤钻头及多锤头式钻孔机。图1a至图1c是示出气动多锤头式扩孔机的水平方向的岩石挖掘及由此进行的排出岩粉的剖视图。图2是示出本专利技术的优选实施例的气动多锤头式的扩孔机的立体图。图3是示出图2中的扩孔机的分解立体图。图4是示出图2中的扩孔机的左视图。图5是示出图2中的扩孔机所具备的锤头的纵剖视图。图6是示出图2中的扩孔机所具备的送泥管道(flushing channel)、及通过该送泥管道排出岩粉的纵剖视图。图7是示出设计图2的扩孔机时的参数(parameter)的纵剖视图。图8a是示出岩粉在本专利技术的扩孔机中的速度和分布的图。图8b是示出使岩粉移动的空气的流线(streamline)和速度的图。图9是示出岩粉的移动速度(y轴)和距工作面的距离(x轴)之间关系的图表。图10是示出基于时间(x轴)的岩粉排放量(y轴)的图表。图11a是示出从现有的扩孔机所排出的岩粉的分布的图。图11b是示出从本专利技术的扩孔机所排出的岩粉的分布的图。附图标记说明1、100：气动多锤头式扩孔机3：岩粉5：驱动杆7：压缩空气供应管10：主体20：锤头21：排放孔30：送泥管道40：钢管45：外壳环50：导向板55：空间60：排放管θ：导向板的倾斜角度r：导向板的曲率半径d：排放管的直径具体实施方式下面，参照附图详细说明本专利技术。此前，本说明书及权利要求中所使用的术语或词汇不可限定地解释为通常的或词典中的含义，应理解为专利技术人以最佳的方法说明自身的专利技术时，能够适当地定义术语的概念的原则上，解释符合本专利技术的技术构思的含义和概念。因此，本说明书中记载的实施例和附图所示的结构仅仅是本专利技术的实施例，并不代表本专利技术的全部技术构思，应理解为本专利技术具有可代替其的多种均等物和变形例。1.扩孔机的结构图2是示出本专利技术的优选实施例的气动多锤头式的扩孔机的立体图，图3是示出所述扩孔机的分解立体图。如图2和图3所示，扩孔机100具备：主体10；设置在主体10的锤头20；设置在主体10外周面的钢管40；设置在钢管40的导向板50；及与导向板50连接的排放管60。主体10连接于驱动杆5(参照图1a)并以规定的旋转速度(R.P.M.)进行旋转。并且，在主体20连接有压缩空气供应管7(参照图1a)，压缩空气供应管7向主体10供应用于使锤头20工作的压缩空气。经由压缩空气供应管7而供应的压缩空气使锤头20向前方、后方进行往复移动，从而能够挖掘岩石。图5的虚线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DTH式钻孔机，其是设置于主体(10)的锤头(20)通过压缩空气来进行往复移动的同时锤打岩石的DTH式钻孔机，其特征在于，其具备：钢管(40)，其设置在所述主体(10)且与所述主体(10)相比更向后方延伸；导向板(50)，其在所述后方的所述钢管(40)的内部设置，并且与所述主体(10)和所述钢管(40)一起形成密闭的空间(55)；及排放管(60)，其与所述导向板(50)连接并与所述空间(55)连通，其中：由所述锤头(20)锤打岩石而形成的岩粉，通过压缩空气来经由所述空间(55)和所述排放管(60)而排出到外部。

【技术特征摘要】
2015.03.26 KR 10-2015-00427211.一种DTH式钻孔机，其是设置于主体(10)的锤头(20)通过压缩空气来进行往复移动的同时锤打岩石的DTH式钻孔机，其特征在于，其具备：钢管(40)，其设置在所述主体(10)且与所述主体(10)相比更向后方延伸；导向板(50)，其在所述后方的所述钢管(40)的内部设置，并且与所述主体(10)和所述钢管(40)一起形成密闭的空间(55)；及排放管(60)，其与所述导向板(50)连接并与所述空间(55)连通，其中：由所述锤头(20)锤打岩石而形成的岩粉，通过压缩空气来经由所述空间(55)和所述排放管(60)而排出到外部。2.根据权利要求1所述的DTH式钻孔机，其特征在于：所述钻孔机为扩孔机(100)；所述扩孔机(100)具备：压缩空气供应管(7)，其用于向所述锤头(20)供应压缩空气；及驱动杆(5)，其用于向所述主体(10)传递旋转力和拉力，所述压缩空气供应管(7)以贯通所述导向板(50)的方式设置，由所述锤头(20)锤打岩石而形成的岩粉，经由主体(10)的送泥管道(30)而到达所述空间(55)，当以水平方向进行钻孔时，所述导向板(50)在所述钢管(40)内部倾斜设置，所述导向板(50)以其下端与上端相比更远离所述主体(10)的方式设置，所述排放管(60)设置在所述下端或与所述下端接近的高度，所述钢管(40)与所述主体(10)一起旋转，所述导向板(50)不与所述钢管(40)一起旋转。3.根据权利要求1所述的DTH式钻孔机，其特征在于：所述钻孔机为扩孔机(100)，所述扩孔机(100)具备：压缩空气供应管(7)，其用于向所述锤头(20)供应压缩空气；及驱动杆(5)，其用于向所述主体(10)传递旋转力和拉力，所述压缩空气供应管(7)以贯通所述导向板(50)的方式设置，由所述锤头(20)锤打岩石而形成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹政佑，朴镇永，权淳吾，安希庆，李东穆，
申请(专利权)人：韩国生产技术研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR