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CN201090239Y - 高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备 - Google Patents

高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备 Download PDF

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CN201090239Y CNU2007200435901U CN200720043590U CN201090239Y CN 201090239 Y CN201090239 Y CN 201090239Y CN U2007200435901 U CNU2007200435901 U CN U2007200435901U CN 200720043590 U CN200720043590 U CN 200720043590U CN 201090239 Y CN201090239 Y CN 201090239Y
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林柏泉
赵继云
李德玉
吴海进
张连军
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Abstract

一种高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备，它包括液压泵站，磨料发生装置，将液压泵站与磨料发生装置连接在一起，在磨料发生装置的出口端连接有压控钻割装置，发生装置与压控钻割装置之间设有割缝切换的调节阀。通过对低渗透性高瓦斯煤层的钻孔、割缝的一次性完成，提高了煤层的透气性，给煤层内部卸压、瓦斯释放和流动创造了良好的条件。煤层卸压范围大、整体卸压充分，提高煤层抽放瓦斯的能力，起到防止突出的有效作用。本设备结构简单，操作方便、易于施工，与传统的钻孔、割缝相比大大节省了工作时间，减轻了工人的工作量。

Description

高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备
技术领域
本实用新型涉及高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备，尤其适用于煤矿低渗透性煤层的卸压增渗，提高煤层透气性，提高瓦斯抽放率，解决高瓦斯煤层开采过程中的瓦斯涌出、瓦斯突出问题。
背景技术
目前，低渗透性煤层增透卸压措施主要有：超前钻孔、深孔松动爆破和深孔控制爆破、水力割缝等。由于各种各样的原因，如卸压范围小、工艺复杂、整体卸压不充分等，现有技术及措施实际应用效果不理想，需要研究开发新型卸压增透技术及装备，以满足煤矿现场治理瓦斯工作的需要。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种利用钻机直接进行割缝，以达到钻孔内煤体卸压增透、提高高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽放率的高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备。
本实用新型的高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备，它包括液压泵站，磨料发生装置，将液压泵站与磨料发生装置连接在一起，在磨料发生装置的出口端连接有压控钻割装置，发生装置与压控钻割装置之间设有割缝切换的调节阀。
所述的液压泵站由高压泵、溢流阀和单向阀构成，溢流阀设在高压泵与单向阀之间；所述的磨料发生装置由高压磨料罐、管路相连的过滤筛网和设在其管路进出口的截止阀，高压磨料罐底部设有混合腔；所述的压控钻割装置由支架和设在支架上的钻机构成，钻机的钻杆上设有一割缝喷嘴钻头，割缝喷嘴钻头内设有压力控制阀。
本实用新型的高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备，钻机在进行水力割缝措施后，首先增加了煤体暴露面积，相当于局部范围内开采了一层极薄的保护层，达到层内自我解放，给煤层内部卸压、瓦斯释放和流动创造了良好的条件，其结果是造成了缝槽上下煤体的一定范围的较充分卸压，增大了煤层的透气性能；其次，割缝在煤体中形成的缝槽或空间在地压的作用下，使缝槽周围的煤体向缝槽空间移动，因而更扩大了缝槽卸压、排瓦斯范围。由于水力割缝的切割、冲击作用，钻孔周围一部分煤体被高压水击落冲走，形成扁平缝槽空间，这一缝槽可以使周围煤体发生激烈的位移和膨胀，增加了煤体中的裂隙，大大改善了煤层中的瓦斯流动状态，为瓦斯排放提供了有利条件，改变了煤体的原始应力和裂隙状况，煤体和围岩中的应力紧张状态得到一定程度缓和，达到突出潜能的大量释放，使煤岩变硬。这样，既削弱或消除了突出的动力，又大大改变了突出煤层的物理机械性能。因此水力割缝技术既可以增大透气性和提高煤层抽放瓦斯的能力，又可以起到防止突出的有效作用。通过对低渗透性高瓦斯煤层的钻孔、割缝的一次性完成，提高了煤层的透气性，给煤层内部卸压、瓦斯释放和流动创造了良好的条件。煤层卸压范围大、整体卸压充分，提高煤层抽放瓦斯的能力，起到防止突出的有效作用；本设备结构简单，操作方便、工序简单，与传统的钻孔、割缝相比大大节省了工作时间，大大减轻了工人的工作量，具有广泛的实用性。
附图说明
附图是本实用新型高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备结构示意图。
图中：1-水箱，2-过滤器，3-高压泵，4-溢流阀，5-单向阀，6-压力表，7-截止阀，8-加料仓，9-高压磨料罐，10-混合腔，11-调节阀，12-钻机，13-支架，14-钻杆，15-割缝喷嘴钻头。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：
本实用新型是一集打钻、高压磨料射流割缝卸压为一体的防突设备，它由液压泵站、磨料发生装置和压控钻割装置构成，液压泵站与磨料发生装置管路连接在一起，压控钻割装置与磨料发生装置连接在一起，发生装置与压控钻割装置之间设有割缝切换的调节阀11。液压泵站由水箱1，过滤器2，高压泵3、溢流阀4和单向阀5构成，溢流阀4设在高压泵3与单向阀5之间，液压泵站与磨料发生装置相连的管路上设有控制压力的压力表6。磨料发生装置由高压磨料罐9、管路相连的加料仓8和设在其管路进出口的截止阀7，高压磨料罐9底部设有混合腔10。压控钻割装置由支架13和设在支架13上的钻机12构成，钻机12的钻杆14上设有一割缝喷嘴钻头15，割缝喷嘴钻头15内设有压力控制阀，压力控制阀由弹簧和钢球组成。从高压泵站出来的高压水分成三路，第一路高压水到达磨料发生装置的顶部，迫使磨料往下运动；第二路高压水经过单向阀5到达磨料发生装置底部的混合腔10，依靠水的流动将高压磨料罐9中流下来的磨料携带走；第三路高压水称为旁通水路，高压泵3出来的高压水经过旁通水路直接送到高压磨料罐9的下游，引射出混合腔10里磨料浆，第二、三路的流体混合均匀后，经钻机12的钻杆14进入前端割缝喷嘴钻头15，从割缝喷嘴钻头15射流出的高压混合流体起到切割煤体的作用，从而来增加低渗透性煤层的透气性，使煤岩卸压增渗，提高瓦斯的抽放率。
工作过程：清水经过高压泵站加压，经钻杆将高压水射流输送至钻头部位的正向喷嘴射出，与钻机共同完成钻进作业；钻进结束后，钻机停止转动，只进行退钻作业，高压泵站加压，水压达到预定压力值后，清水与高压磨料发生装置产生的磨料粒子相混合，与此同时钻头压控装置完成射流直向钻孔到侧向割缝的切换，进行割缝作业。从而实现钻割一体化。

Claims (4)

1.高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备，它包括液压泵站，磨料发生装置，其特征在于：将液压泵站与磨料发生装置连接在一起，在磨料发生装置的出口端连接有压控钻割装置，发生装置与压控钻割装置之间设有割缝切换的调节阀(11)。
2.根据权利要求1所述的高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备，其特征在于：所述的液压泵站由高压泵(3)、溢流阀(4)和单向阀(5)构成，溢流阀(4)设在高压泵(3)与单向阀(5)之间。
3.根据权利要求1所述的高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备，其特征在于：所述的磨料发生装置由高压磨料罐(9)、管路相连的加料仓(8)和设在其管路进出口的截止阀(7)，高压磨料罐(9)底部设有混合腔(10)。
4.根据权利要求1所述的高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备，其特征在于：所述的压控钻割装置由支架(13)和设在支架(13)上的钻机(12)构成，钻机(12)的钻杆(14)上设有一割缝喷嘴钻头(15)，割缝喷嘴钻头(15)内设有压力控制阀。
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