[发明专利]用于生成钻孔图案的方法和系统及岩石钻机

说明书

本发明涉及一种生成用于在岩石中开挖腔体的钻孔图案的方法。该方法包括：确定面轮廓(FC)，该面轮廓是待钻孔岩面的表示并且构成腔体在表示待钻孔岩面的平面(NP)中的横截面，确定第一底部轮廓(BC0)，该第一底部轮廓表示待钻孔的腔体在距离面轮廓(FC)第一距离处的横截面，确定至少一个第二底部轮廓(BC1、BC2)，所述至少一个第二底部轮廓(BC1、BC2)表示待钻孔的腔体在距离面轮廓(FC)第二距离处的横截面，该第二距离与第一距离不同，以及在确定所述待钻的孔时，确定要在面轮廓(FC)与第一底部轮廓(BC0)之间钻出的孔以及要在面轮廓(FC)与第二底部轮廓(BC1、BC2)之间钻出的孔。

技术领域

本发明涉及岩石开挖，并且特别地涉及在岩石开挖过程中生成钻孔图案的方法和系统。本发明还涉及岩石钻机以及实现根据本发明的方法的计算机程序和计算机可读介质。

背景技术

岩石开挖、特别是地下岩石开挖，可以通过使用各种技术而进行，其中使用钻孔和爆破技术的开挖是常用的方法。开挖可以包括创建具有预定形状和地理位置的岩石腔体。例如，在创建隧道或其他类型的地下洞穴时可能就是这种情况。通常，使用钻孔和爆破的开挖是以钻孔呈圆形的方式进行的，其中钻出一轮孔以便随后装载炸药从而将岩石爆破。在通过爆破除去岩石之后，钻出新一轮的孔以爆破待创建的腔体的后续部分。重复这一过程直到完成所需腔体的开挖。

为了实现创建所需腔体的岩石开挖，根据钻孔方案或钻孔图案钻出每一轮孔，其中钻孔方案或钻孔图案基本上确定了待钻孔的位置、方向、长度和可能的直径。钻孔图案的目的是通过使用钻孔和爆破来创建具有下述横截面形状和地理定位的腔体：所述横截面形状和地理定位实际上对应于所计划的、即期望的形状和定位。

这种腔体可以具有各种设计。例如，腔体可以设计成沿着大致直线具有基本相同的横截面外观。然而，通常情况下，腔体的特性——例如在腔体的横截面和曲率方面——可以沿着腔体的长度变化。这可能需要对将要开挖的腔体的不同部段使用不同的钻孔图案。

关于例如隧道以及其他类型的腔体，这些腔体通常与和期望的腔体横截面和地理定位/延伸的一致性方面的高精度要求相关联。例如，可以使用比如混凝土衬砌的衬砌，其中岩石的过度破裂导致衬砌的消耗增加并且通常还增加了对岩石加固的需求。另一方面，破裂不足、欠挖可能需要额外的钻孔和爆破以获得所需的腔体。因此，为了获得期望的结果，精心设计的钻孔图案和随后根据该钻孔图案的钻孔是必要的。

发明内容

实现下述方法和系统将是有利的：所述方法和系统可以获得用于岩石开挖的钻孔图案，该钻孔图案可以在根据预定的地理定位/延伸来开挖腔体时减少多余岩石。

根据本发明，提供了一种生成用于在岩石中开挖腔体的钻孔图案的方法，该钻孔图案确定要在岩面中钻出的孔，确定待钻出的孔是确定待钻出的孔的位置、方向和长度，所述孔布置成由钻机钻孔，钻孔图案的孔在对岩面的后续爆破之前钻出，所述方法特征在于：

-确定面轮廓，该面轮廓是待钻孔岩面的表示并且构成腔体在表示待钻孔岩面的平面中的横截面，

-确定第一底部轮廓，该第一底部轮廓表示待钻孔的腔体在距离面轮廓第一距离处的横截面，

-确定至少一个第二底部轮廓，所述至少一个第二底部轮廓表示待钻孔的腔体在距离面轮廓第二距离处的横截面，该第二距离与第一距离不同，以及

-在确定待钻出的孔时，确定要在面轮廓与第一底部轮廓之间钻出的孔以及要在面轮廓与第二底部轮廓之间钻出的孔。

可以在开始开挖腔体之前生成钻孔图案。

钻孔图案可以包括在生成该钻孔图案之后待钻出的孔。

表示待钻孔的岩面的平面可以确定为生成腔体的横截面的任何平面，例如，表示与待钻孔岩面的最近部分相距最多三、四米的横截面，其中，该岩面在与开挖方向相反的方向上可以是碗形的使得该平面基本上或完全地不涉及未破碎的岩石。