專利名稱：煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦松軟突出煤層的打鉆和打鉆之后增透消突技術(shù)領(lǐng)域，具體 涉及一種用于煤層鉆進、高壓水力割縫或沖孔施工所用的煤層鉆進割縫沖孔一 體化孔內(nèi)鉆具及其使用方法。
背景技術(shù)：
長期以來，突出煤層打鉆與消突問題是國內(nèi)外公認的突出煤層瓦斯治理的 難題。我國絕大多數(shù)突出煤層為透氣性相對較差的松軟突出煤層，對煤層進行 打鉆及增透消突是國內(nèi)研究熱點之一。目前常用的割縫增透方法是通過鉆進足 夠深度的鉆孔，將鉆桿完全退出，然后將高壓泵通過高壓軟管與焊有高壓噴嘴 的無縫鋼管連接，手動插入鉆孔，同時要通過手動或其它夾持設(shè)備旋轉(zhuǎn)割縫或 沖孔，當出現(xiàn)塌孔時，割縫沖孔裝置將無法插入鉆孔進行割縫或沖孔，此種施 工方法效率低，而且存在著安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供了一種操作簡便、安全性能 好、作業(yè)效率高、可同時進行鉆進、割縫、沖孔的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔 內(nèi)鉆具及其使用方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案煤層鉆進割縫沖孔一體 化孔內(nèi)鉆具，包括供水或供風裝置，鉆機上設(shè)有高壓密封鉆桿，高壓密封鉆桿
的外表面設(shè)有螺旋輸送槽或在其外表面設(shè)有高度1 6mm的螺旋凸筋，供水或 供風裝置與孔口處的高壓密封鉆桿連接，所述高壓密封鉆桿與鉆頭之間安裝有 割縫沖孔閥，高壓密封鉆桿、割縫沖孔閥和鉆頭同軸設(shè)置。
所述割縫沖孔閥包括兩端均設(shè)有絲扣且中空的閥殼，閥殼內(nèi)設(shè)有割縫沖孔裝置。
所述割縫沖孔裝置包括止回閥芯、固定閥芯、活動閥芯和切割噴嘴，止回 閥芯外周與閥殼內(nèi)壁固定連接，止回閥芯軸向上設(shè)有通孔，活動閥芯位于止回 閥芯后方，其包括與閥殼內(nèi)壁固定連接且中空的第一固定閥芯和第一滑動閥芯，第一滑動閥芯由前后兩段組成，后段外徑大于前段外徑，前段內(nèi)腔前部與止回 閥芯后部相適配，前段外周設(shè)有兩端分別與第一固定閥芯和第一滑動閥芯后段 頂壓配合的第一彈簧，第一滑動閥芯前段與第一固定閥芯內(nèi)壁滑動配合連接， 后段與閥殼內(nèi)壁滑動配合連接，閥殼內(nèi)壁上于第一滑動閥芯后段后部設(shè)有與其 頂壓配合的第一環(huán)形擋圈，切割噴嘴設(shè)置在第一滑動閥芯后段位置的閥殼殼體 內(nèi)。
所述第一滑動閥芯后段端面為錐面加曲面形狀的聚能曲面，閥殼殼體上于 第一滑動閥芯前段上的第一彈簧位置處設(shè)有通氣孔，通氣孔內(nèi)設(shè)有過濾芯，第 一固定閥芯與閥殼內(nèi)壁之間、第一滑動閥芯后端與閥殼內(nèi)壁之間均設(shè)有密封圈。
所述切割噴嘴在閥殼圓周均勻設(shè)有2 6個，其為錐面加圓柱狀孔狀結(jié)構(gòu)。
所述沖孔噴嘴在闊殼圓周均勻設(shè)有2 6個，其為圓柱狀孔狀結(jié)構(gòu)，其軸線 與閥殼軸線夾角在15。 75°之間。
所述閥殼內(nèi)于割縫沖孔裝置前方設(shè)有防塵裝置，所述防塵裝置包括與閥殼 內(nèi)壁固定連接且中空的第二固定閥芯和第二滑動閥芯，第二滑動閥芯穿設(shè)在第 二固定閥芯內(nèi)部，第二滑動閥芯由螺接的前滑動闊芯和后滑動閥芯組成，前滑 動閥芯前端和后滑動閥芯后端外徑均大于第二固定閥芯內(nèi)徑，后滑動閥芯軸向 設(shè)有通水孔，第二固定閥芯內(nèi)壁前端設(shè)有與其一體的第二環(huán)形擋塊，第二環(huán)形 擋塊與后滑動閥芯后端之間的第二滑動閥芯上穿設(shè)有第二彈簧，第二固定閥芯 前端內(nèi)腔為與前滑動閥芯配合的圓周階狀結(jié)構(gòu)。
所述割縫閥體的外徑與高壓密封鉆桿外徑相當，割縫閥體兩端分別通過一 個變接頭與高壓密封鉆桿和鉆頭螺接，所述止回閥芯、第一固定閥芯、第二固 定閥芯均與閥殼通過螺釘固定連接。
煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具使用方法，包括以下步驟.-
① .先利用供水器或供風器通過中空高壓密封鉆桿和割縫沖孔閥向鉆頭提 供水流或風流，以水流或風流做為排渣動力將鉆孔內(nèi)的煤渣排到孔外。
② .鉆孔施工完畢后退鉆時，采用帶有泄壓閥的供水器，啟動高壓泵站將供 水的壓力和流量提高，泵站高壓水流驅(qū)動割縫沖孔閥動作，封閉軸向流體通道，打開徑流體通道，高壓射流通過切割噴嘴或沖孔噴嘴實現(xiàn)割縫或沖孔，切割噴 嘴與沖孔噴嘴的差別在于噴嘴的流道界面形狀和射流直徑大小不一樣。
在某一孔位割縫沖孔結(jié)束后，回撤高壓密封鉆桿到下一孔位進行割縫 沖孔。需要拆卸高壓密封鉆桿時，需要首先打開供水器的泄壓閥，待高壓密封 鉆桿內(nèi)積存的水釋放壓力或排除后再進行高壓密封鉆桿的拆卸工作。
① .退鉆割縫時，采用錐面加圓柱狀孔狀結(jié)構(gòu)的切割噴嘴，高壓水流對聚能 曲面形成的壓力大于第一彈簧的彈簧力，推動第一滑動閥芯向前移動至第一滑 動閥芯內(nèi)腔前端被止回閥芯封堵，這時，整個軸向通道被封堵，切割噴嘴與水 流通道連通，高壓水流就通過設(shè)置在閥殼圓周的切割噴嘴徑向噴射高壓水流， 切割煤體，與此同時，第二滑動閥芯在第二彈簧的作用下，回復(fù)到初始位置， 前滑動閥芯將第二固定閥芯的內(nèi)腔封堵，阻止了煤塵進入軸向通道，特別是瓦 斯攜煤塵倒流時，同樣能夠保證閥芯的清潔。
② .退鉆沖孔時，采用圓柱狀孔狀結(jié)構(gòu)且軸線與閥殼軸線夾角在15° 75 °之間的沖孔噴嘴，在需要沖孔的煤層44工作面前方，沖孔噴嘴出口的方向偏 向鉆進方向，該偏角與閥殼軸線夾角在75° 15°之間，高壓水流對聚能曲面 形成的壓力大于第一彈簧的彈簧力，推動第一滑動閥芯向前移動至第一滑動閥 芯內(nèi)腔前端被止回閥芯封堵，這時，整個軸向通道被封堵，沖孔噴嘴與水流通 道連通，高壓水流就通過設(shè)置在閥殼圓周的沖孔噴嘴徑向噴射高壓水流，沖擊 煤體，與此同時，第二滑動閥芯在第二彈簧的作用下，回復(fù)到初始位置，前滑 動閥芯將第二固定閥芯的內(nèi)腔封堵，阻止了煤塵進入軸向通道，特別是瓦斯攜 煤塵倒流時，同樣能夠保證閥芯的清潔。
采用上述技術(shù)方案，在高壓密封鉆桿和鉆頭之間設(shè)置割縫沖孔閥，該閥作 為鉆進裝置的一部分，鉆進時實現(xiàn)通風或通水，退鉆時進行割縫作業(yè)，實現(xiàn)了 鉆進、割縫和消突的一體化作業(yè)，提高了工作效率；割縫閥體的閥殼與高壓密 封鉆桿和鉆頭螺接，其內(nèi)設(shè)置割縫沖孔裝置可在退鉆時進行割縫作業(yè)；止回閥 芯軸向上的通孔是為了增大流體通過時的阻尼，便于流體流經(jīng)閥腔時容易形成 壓力差，更有利于閥體的切換，流體能夠形成活動閥芯向前移動的力，在通風或水進行煤層鉆進時，流體壓力較小，因此在第一滑動閥芯外部的第一彈簧保 證在鉆進時，第一滑動閥芯所受到的彈簧力和流體壓力相抵消，保證了鉆進時 軸向通道的打開，在退鉆割縫時，水流壓力大于第一滑動閥芯所受到的彈簧力， 致使第一滑動閥芯向前移動，流水通道被止回閥芯封堵，高壓水便通過切割噴 嘴徑向割縫；聚能曲面能使壓力水流或氣流在軸向上更好地凝聚；通氣孔可保 證第一彈簧動作的靈敏性，過濾芯防止粉塵進入影響第一彈簧的正常工作狀態(tài); 在鉆進時，防塵裝置打開，在退鉆割縫時，防塵裝置在第二彈簧作用下，將軸 向通道封堵，起到防止粉塵倒流影響到正常的割縫作業(yè)；密封圈起到密封、防 止漏水的作用；切割噴嘴的這種設(shè)置，不必需要很高的水壓，有利于進行深孔 水力割孔；通過螺釘固定連接，方便快捷、易于拆裝；割縫閥體與高壓密封鉆 桿外徑相當，不影響鉆進和退鉆割孔工作；本發(fā)明設(shè)計新穎、易于操作、安全 可靠，通過第一滑動閥芯移動切換進風與進水兩個工作過程，退高壓密封鉆桿 時割縫或沖孔，相對于普通裝置，減少了一道工序，節(jié)約了時間，避免了難以 插入的困難，提高了消突效率。同時，在鉆進割縫、沖孔過程中，應(yīng)用了自主 發(fā)明的扒孔降溫高壓密封鉆桿(200610111830.7)，增強了排渣效果，提高了鉆 進深度和鉆進效率，實現(xiàn)了鉆進、割縫或沖孔、消突一體化作業(yè)，增加鉆進的 深度，相應(yīng)的能夠增加消突深度。


圖1是本發(fā)明工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的割縫沖孔閥在鉆進狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的割縫沖孔閥在退鉆狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明第二滑動閥芯的后滑動閥芯的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明應(yīng)用于變角度水力沖孔的切割噴嘴的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1 圖5所示，本發(fā)明的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具及其使用方 法，包括鉆機31、供水或供風裝置，鉆機31上設(shè)有高壓密封鉆桿25，供水或 供風裝置包括高壓泵站22、軟管23和供水器或供風器24，軟管23—端與高壓泵站22連接，另一端與供水器或供風器24連接，供水器或供風器24與高壓密 封鉆桿25進口連接，高壓密封鉆桿25前端通過一變接頭27螺接有割縫沖孔閥 28，割縫沖孔閥28前端通過一變接頭29螺接有鉆頭30，高壓密封鉆桿25、割 縫沖孔闊28和鉆頭30同軸設(shè)置，割縫沖孔閥28的外徑與高壓密封鉆桿25外 徑相當。
割縫沖孔閥28包括兩端均設(shè)有內(nèi)絲扣1且中空的閥殼10，閥殼10的材質(zhì) 要求采用強度與韌度優(yōu)良的合金結(jié)構(gòu)鋼。閥殼10內(nèi)設(shè)有割縫沖孔裝置，割縫沖 孔裝置包括止回閥芯6、活動閥芯和切割噴嘴12，切割噴嘴12是水射流設(shè)備的 重要元件，它最終形成了水射流工況，制約著系統(tǒng)切割性能，其材料本身需耐 磨、耐高壓、耐腐蝕，同時其截面采用圓錐收斂結(jié)構(gòu)，或采用其它曲面結(jié)構(gòu)， 配合合適的噴嘴直徑，從而在射流時能夠形成足夠的射流打擊力，為切割煤層 提供足夠大的切割力。止回閥芯6外周與閥殼10內(nèi)壁通過螺釘8固定連接，止 回閥芯6軸向上設(shè)有通孔4，活動閥芯位于止回閥芯6后方，其包括與閥殼10 內(nèi)壁固定連接且中空的第一固定閥芯7和第一滑動閥芯9，第一滑動閥芯9由前 后兩段組成，后段外徑大于前段外徑，前段內(nèi)腔前部可與止回閥芯6配合，前 段外周設(shè)有兩端分別與第一固定閥芯7和第一滑動閥芯9后段頂壓配合的第一 彈簧19，第一滑動閥芯9前段與第一固定閥芯7內(nèi)壁滑動配合連接，后段與閥 殼10內(nèi)壁滑動配合連接，閥殼10內(nèi)壁上于第一滑動閥芯9后段后部設(shè)有與其 頂壓配合的第一環(huán)形擋塊21，切割噴嘴12設(shè)置在第一滑動閥芯9后段位置的閥 殼10殼體內(nèi)，切割噴嘴12在閥殼10圓周均勻設(shè)有2 6個，第一滑動閥芯9 后段端面為錐面加曲面形狀的聚能曲面11。閥殼10殼體上于第一滑動閥芯9前 段上的第一彈簧19位置處設(shè)有通氣孔40，通氣孔40內(nèi)設(shè)有過濾芯17，過濾芯 17通過頂絲18固定，第一固定閥芯7與閥殼10內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈16、第一 滑動閥芯9后端與閥殼10內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈20。
閥殼10內(nèi)于割縫沖孔裝置前方設(shè)有防塵裝置，防塵裝置包括與閥殼10內(nèi) 壁通過螺釘15固定連接且中空的第二固定閥芯2和第二滑動閥芯，第二滑動閥 芯穿設(shè)在第二固定閥芯2內(nèi)部，第二滑動閥芯由互相螺接的前滑動閥芯13和后滑動閥芯3組成，將第二滑動闊芯設(shè)置兩段，便于安裝拆卸，前滑動閥芯13前
端和后滑動閥芯3后端外徑均大于第二固定閥芯2內(nèi)徑，后滑動閥芯3橫截面 近似為同圓的三葉片結(jié)構(gòu)，三個葉片之間軸向設(shè)有通水孔41，第二固定閥芯2 內(nèi)壁前端設(shè)有第二環(huán)形擋塊42，第二環(huán)形擋塊42與第二固定閥芯2為一體加工， 第二環(huán)形擋塊42與后滑動閥芯3后端之間的后滑動閥芯3上穿設(shè)有第二彈簧14， 第二固定閥芯2前端內(nèi)腔為與前滑動閥芯13配合的圓周階狀結(jié)構(gòu)。 下面介紹一下本發(fā)明的具體使用方法
一、 鉆進過程利用供水器或供風器通過中空高壓密封鉆桿和割縫沖孔閥 向鉆頭提供水流或風流，以水流或風流做為排渣動力將鉆孔內(nèi)的煤渣排到孔外， 參照圖1和圖2所示，如果采用風力排渣鉆進，安裝在鉆孔孔口的鉆孔封堵器 26與吸塵裝置32組合可以為除塵裝置，保證在鉆進的過程中，巷道環(huán)境的清潔； 當采用水力排渣鉆進時，可以不必安裝除塵裝置，連接好普通的供水器或供風 器24，通過軟管23連接在巷道的供風管道或供水管道上，鉆進過程中水流或風 流對聚能曲面11形成的壓力與第一彈簧19的彈簧力相抵消，第一滑動閥芯9 穩(wěn)定不動，切割噴嘴12與軸向通道隔離，水流或風流的推動后滑動閥芯3的壓 力大于第二彈簧14的彈簧力，使前滑動閥芯13向前移動打開軸向通道，完成 流體排渣鉆進作業(yè)。
二、 退鉆切割煤體過程鉆孔施工完畢后，采用帶有泄壓閥的供水器，啟 動高壓泵站將供水的壓力和流量提高，泵站高壓水流驅(qū)動割縫沖孔閥動作，封 閉軸向流體通道，打開徑流體通道，高壓射流通過切割噴嘴或沖孔噴嘴實現(xiàn)割 縫或沖孔。參照圖1和圖3所示，當對煤層44鉆進足夠深度的鉆孔時，需要進 行一邊退鉆一邊割縫。在割縫之前，可在鉆孔孔口安裝水煤氣分離裝置，此時 將鉆孔封堵器26與吸塵裝置32組合更換為水煤氣分離裝置，然后在高壓密封 鉆桿25的尾部換上專用的帶有泄壓閥的供水器24，同時軟管23要采用高壓軟 管，至少能夠承受割縫時所需的壓力，將高壓軟管23連接到高壓泵站22上。 退鉆割縫時，高壓水流對聚能曲面11形成的壓力大于第一彈簧19的彈簧力， 推動第一滑動閥芯9向前移動至第一滑動閥芯9內(nèi)腔前端被止回閥芯6封堵，這時，整個軸向通道被封堵，切割噴嘴12與水流通道連通，高壓水流就通過設(shè) 置在閥殼10圓周的切割噴嘴12徑向噴射高壓水流，切割煤體。同時，第二滑
動閥芯在第二彈簧14的作用下，回復(fù)到初始位置，前滑動閥芯13將第二固定 閥芯2的內(nèi)腔封堵，阻止了煤塵進入軸向通道，特別是瓦斯攜煤塵倒流時，同 樣能夠保證閥芯的清潔。在割縫過程中，配合使用外表面刻有螺旋輸送槽或在 其外表面設(shè)有螺旋凸筋的高壓密封鉆桿25，旋轉(zhuǎn)割縫，此種割縫工藝能夠保證 孔內(nèi)因割縫卸壓產(chǎn)生的煤渣在高壓密封鉆桿的攪動作用下向外輸送，防止了鉆 孔在割縫過程中出現(xiàn)大量煤渣聚集堵塞鉆孔的現(xiàn)象；同時在割縫過程中，如果 在鉆孔內(nèi)割縫處產(chǎn)生煤炮，那么就可以退鉆進行下一孔位的割縫了，因為此時 在已割縫孔位處的煤體已經(jīng)卸壓，達到了煤體割縫消突的目的。可配合使用為 了更好對煤層44深部進行割縫消突，在某一孔位割縫結(jié)束后，回撤高壓密封鉆 桿25到下一孔位進行割縫，需要拆卸高壓密封鉆桿時，需要首先打開供水器24 的泄壓閥，待高壓密封鉆桿內(nèi)積存的水釋放壓力或排除后再進行高壓密封鉆桿 25拆卸工作。
三、退鉆沖孔過程
對突出煤層44進行沖孔時，在需要沖孔的煤層44工作面前方，通過對本 發(fā)明切割噴嘴進行局部改進，便可進行深孔水力沖孔，其結(jié)構(gòu)主要在切割噴嘴 12處，將噴切割噴嘴12改成圖5所示的圓柱狀內(nèi)孔型噴嘴33，因為沖孔時不 需要非常高的壓力，同時圓柱噴嘴的中心軸線與豎直線有一個偏角a，沖孔噴嘴 33出口的方向偏向鉆進方向，偏角a的角度可根據(jù)沖孔的范圍選擇15。 75° 之間，即該偏角與閥殼10軸線夾角在75。 15°之間。從而實現(xiàn)深孔水力沖孔， 其沖孔的操作過程與水力割縫的過程類似。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)深孔水力沖孔，會 大大提高消突范圍，同時降低了安全隱患。
權(quán)利要求
1、煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，包括供水或供風裝置，鉆機上設(shè)有高壓密封鉆桿，高壓密封鉆桿的外表面設(shè)有螺旋輸送槽或在其外表面設(shè)有高度1～6mm的螺旋凸筋，供水或供風裝置與孔口處的高壓密封鉆桿連接，其特征在于所述高壓密封鉆桿與鉆頭之間安裝有割縫沖孔閥，高壓密封鉆桿、割縫沖孔閥和鉆頭同軸設(shè)置。2根據(jù)權(quán)利1所述的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，特征在于所述割縫沖孔閥包括兩端均設(shè)有絲扣且中空的閥殼，閥殼內(nèi)設(shè)有割縫沖孔裝置。
2.根據(jù)權(quán)利l所述的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，特征在于所述割 縫沖孔閥包括兩端均設(shè)有絲扣且中空的閥殼，闊殼內(nèi)設(shè)有割縫沖孔裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利2所述的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，特征在于所述 割縫沖孔裝置包括止回閥芯、固定閥芯、活動閥芯和切割噴嘴，止回閥芯外周 與閥殼內(nèi)壁固定連接，止回閥芯軸向上設(shè)有通孔，活動閥芯位于止回閥芯后方， 其包括與閥殼內(nèi)壁固定連接且中空的第一固定閥芯和第一滑動閥芯，第一滑動 閥芯由前后兩段組成，后段外徑大于前段外徑，前段內(nèi)腔前部與止回閥芯后部 相適配，前段外周設(shè)有兩端分別與第一固定閥芯和第一滑動閥芯后段頂壓配合 的第一彈簧，第一滑動閥芯前段與第一固定閥芯內(nèi)壁滑動配合連接，后段與閥 殼內(nèi)壁滑動配合連接，閥殼內(nèi)壁上于第一滑動閥芯后段后部設(shè)有與其頂壓配合 的第一環(huán)形擋圈，切割噴嘴設(shè)置在第一滑動閥芯后段位置的閥殼殼體內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，其特征在于 所述第一滑動閥芯后段端面為錐面加曲面形狀的聚能曲面，閥殼殼體上于第一 滑動閥芯前段上的第一彈簧位置處設(shè)有通氣孔，通氣孔內(nèi)設(shè)有過濾芯，第一固 定閥芯與閥殼內(nèi)壁之間、第一滑動閥芯后端與閥殼內(nèi)壁之間均設(shè)有密封圈。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，其特征在于-所述切割噴嘴在閥殼圓周均勻設(shè)有2 6個，其為錐面加圓柱狀孔狀結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，其特征在于 所述沖孔噴嘴在閥殼圓周均勻設(shè)有2 6個，其為圓柱狀孔狀結(jié)構(gòu)，其軸線與閥 殼軸線夾角在15° 75°之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，其特征 在于所述閥殼內(nèi)于割縫沖孔裝置前方設(shè)有防塵裝置，所述防塵裝置包括與閥殼內(nèi)壁固定連接且中空的第二固定閥芯和第二滑動閥芯，第二滑動閥芯穿設(shè)在 第二固定閥芯內(nèi)部，第二滑動閥芯由螺接的前滑動閥芯和后滑動閥芯組成，前 滑動閥芯前端和后滑動閥芯后端外徑均大于第二固定閥芯內(nèi)徑，后滑動閥芯軸 向設(shè)有通水孔，第二固定閥芯內(nèi)壁前端設(shè)有與固定閥芯一體的第二環(huán)形擋塊， 第二環(huán)形擋塊與后滑動閥芯后端之間的第二滑動閥芯上穿設(shè)有第二彈簧，第二 固定閥芯前端內(nèi)腔為與前滑動閥芯配合的圓周階狀結(jié)構(gòu)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，其特征在于 所述割縫閥體的外徑與高壓密封鉆桿外徑相當，割縫閥體兩端分別通過一個變 接頭與高壓密封鉆桿和鉆頭螺接，所述止回閥芯、第一固定閥芯、第二固定閥 芯均與閥殼通過螺釘固定連接。
9、 煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具使用方法，采用如權(quán)利要求8所述的 煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具，其特征在于包括以下步驟① .先利用供水器或供風器通過中空高壓密封鉆桿和割縫沖孔閥向鉆頭提 供水流或風流，以水流或風流做為排渣動力將鉆孔內(nèi)的煤渣排到孔外。② .鉆孔施工完畢后退鉆時，采用帶有泄壓閥的供水器，啟動高壓泵站將供 水的壓力和流量提高，泵站高壓水流驅(qū)動割縫沖孔閥動作，封閉軸向流體通道， 打開徑流體通道，高壓射流通過切割噴嘴或沖孔噴嘴實現(xiàn)割縫或沖孔，切割噴 嘴與沖孔噴嘴的差別在于噴嘴的流道界面形狀和射流直徑大小不一樣。③ .在某一孔位割縫沖孔結(jié)束后，回撤高壓密封鉆桿到下一孔位進行割縫 沖孔。需要拆卸高壓密封鉆桿時，需要首先打開供水器的泄壓閥，待高壓密封 鉆桿內(nèi)積存的水釋放壓力或排除后再進行高壓密封鉆桿的拆卸工作。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具使用方法， 其特征在于-①.退鉆割縫時，采用錐面加圓柱狀孔狀結(jié)構(gòu)的切割噴嘴，高壓水流對聚能 曲面形成的壓力大于第一彈簧的彈簧力，推動第一滑動閥芯向前移動至第一滑 動閥芯內(nèi)腔前端被止回閥芯封堵，這時，整個軸向通道被封堵，切割噴嘴與水 流通道連通，高壓水流就通過設(shè)置在閥殼圓周的切割噴嘴徑向噴射高壓水流，切割煤體，與此同時，第二滑動閥芯在第二彈簧的作用下，回復(fù)到初始位置， 前滑動閥芯將第二固定閥芯的內(nèi)腔封堵，阻止了煤塵進入軸向通道，特別是瓦 斯攜煤塵倒流時，同樣能夠保證閥芯的清潔。②.退鉆沖孔時，采用圓柱狀孔狀結(jié)構(gòu)且軸線與閥殼軸線夾角在15° 75°之間的沖孔噴嘴，在需要沖孔的煤層44工作面前方，沖孔噴嘴出口的方向偏 向鉆進方向，該偏角與閥殼軸線夾角在75° 15°之間，高壓水流對聚能曲面 形成的壓力大于第一彈簧的彈簧力，推動第一滑動閥芯向前移動至第一滑動閥 芯內(nèi)腔前端被止回閥芯封堵，這時，整個軸向通道被封堵，沖孔噴嘴與水流通 道連通，高壓水流就通過設(shè)置在閥殼圓周的沖孔噴嘴徑向噴射高壓水流，沖擊 煤體，與此同時，第二滑動閥芯在第二彈簧的作用下，回復(fù)到初始位置，前滑 動閥芯將第二固定闊芯的內(nèi)腔封堵，阻止了煤塵進入軸向通道，特別是瓦斯攜 煤塵倒流時，同樣能夠保證閥芯的清潔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤層鉆進割縫沖孔一體化孔內(nèi)鉆具及其使用方法，包括供水裝置或供風裝置、高壓密封鉆桿、割縫沖孔閥和鉆頭，供水裝置和供風裝置與孔口處的高壓密封鉆桿連接，高壓密封鉆桿與鉆頭之間安裝有割縫沖孔閥，本發(fā)明主要用于松軟突出煤層的打鉆和打鉆之后增透消突。其使用方法鉆孔施工完畢后，采用帶有泄壓閥的供水器，啟動高壓泵站將供水的壓力和流量提高，泵站高壓水流驅(qū)動割縫沖孔閥動作，封閉軸向流體通道，打開徑流體通道，高壓射流通過切割噴嘴或沖孔噴嘴實現(xiàn)割縫或沖孔；本發(fā)明設(shè)計新穎、易于操作、安全可靠，提高了消突效率，實現(xiàn)了鉆進、割縫或沖孔、消突一體化作業(yè)。
文檔編號E21C35/00GK101532391SQ20091006470
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者孫玉寧, 宋維賓, 熊祖強, 王永龍 申請人:河南理工大學