專(zhuān)利名稱(chēng):一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及瓦斯抽采孔鉆孔專(zhuān)用的鉆頭,具體就是一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭。
背景技術(shù):
煤礦井下瓦斯抽采主要靠鉆孔來(lái)實(shí)現(xiàn),隨著三棱鉆桿的普及,鉆孔越來(lái)越深,一般能達(dá)到百米左右,這樣的深孔容易出現(xiàn)塌孔,鉆頭及鉆桿拔出后,塌孔容易堵塞瓦斯抽采孔,使得瓦斯抽采管不能深入到瓦斯抽采孔底部,不能有效抽采瓦斯。申請(qǐng)?zhí)枮?00810017598. X,實(shí)用新型名稱(chēng)為鉆探用內(nèi)芯可脫式鉆頭的實(shí)用新型申請(qǐng),公開(kāi)了可脫卸式鉆頭,由于該鉆頭不是針對(duì)煤礦防突而設(shè)計(jì)的鉆頭,將該鉆頭用于煤礦 防突的瓦斯抽放鉆孔,由于煤粉密實(shí)塞滿(mǎn)了內(nèi)芯鉆頭與外鉆頭之間,甚至內(nèi)芯鉆頭設(shè)置彈簧和鋼珠的圓孔內(nèi)也密實(shí)塞滿(mǎn)了煤粉,而煤礦防突的瓦斯抽放孔深達(dá)一百米左右,塑料的瓦斯抽采管抵達(dá)內(nèi)芯鉆頭后,由于摩擦力極大,瓦斯的抽采管無(wú)論怎樣加力,就是不能實(shí)現(xiàn)與外鉆頭的脫離。本人申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮椤?01120477960. 9”,名稱(chēng)為“煤礦瓦斯抽采孔鉆頭”的專(zhuān)利,
由于內(nèi)芯鉆頭是篦子,所以在鉆進(jìn)時(shí)鉆頭內(nèi)芯部分始終有高壓氣體排出,煤粉就不能密實(shí)填滿(mǎn)篦子周邊與篦框之間,瓦斯抽采管克服碰珠彈力即可將篦子脫出,但是,有的煤層瓦斯壓力大,當(dāng)瓦斯壓力大與鉆桿脫出的高壓氣體壓力時(shí),仍有煤粉進(jìn)入篦子與篦框的間隙,個(gè)別情況,仍能堵塞篦子周邊與篦框之間,使篦子難以脫出;再者,篦子與篦框之間由繩鏈連接,如果鉆進(jìn)過(guò)程中篦子脫出將不能復(fù)位。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型就是在申請(qǐng)?zhí)枮椤?01120477960. 9”,名稱(chēng)為“煤礦瓦斯抽采孔鉆頭”基礎(chǔ)上的改進(jìn),解決煤粉堵塞篦子周邊與篦框之間,使篦子難以脫出以及鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中篦子非正常脫出不能復(fù)位的問(wèn)題,提供一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,能夠?qū)Ⅲ髯优c篦框之間的煤粉有效排出,以及鉆進(jìn)過(guò)程中篦子非正常脫出能自動(dòng)復(fù)位的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述的鉆頭軸向設(shè)置有通孔,通孔頂端設(shè)篦框,篦框內(nèi)設(shè)篦子,篦框與篦子接觸部位為喇叭口形狀,篦子與篦框配合,篦子上設(shè)刀頭,篦子周邊由碰珠固定在蓖框內(nèi)。所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述的篦框與篦子之間間隙配合,間隙為
O.05mm-0. 15mm。所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述篦子與篦框間設(shè)通風(fēng)槽,通風(fēng)槽為下大上小喇叭狀。所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述篦框與篦子之間為花鍵配合,篦子的花鍵是三、四、五個(gè)之一,篦框?qū)?yīng)為三、四、五個(gè)花鍵槽;花鍵槽與花鍵接觸部位為喇叭口的一部分,花鍵槽與花鍵配合,每個(gè)花鍵由碰珠限位在花鍵槽內(nèi)。[0010]所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述篦子的形狀是三星形,十字形或者五星形狀,周邊對(duì)應(yīng)為三、四、五個(gè)花鍵。所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述花鍵之一與花鍵槽之間活動(dòng)連接。所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述活動(dòng)連接為鉸接,其中鉸軸與軸套之間間隙為 O. OSmm-Q. 15mm。所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述活動(dòng)連接為繩連接。所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述繩連接指花鍵與花鍵槽之間設(shè)軟鋼絲繩,所述軟鋼絲繩穿過(guò)并固定在花鍵上及花鍵槽對(duì)應(yīng)的鉆頭側(cè)壁上并將花鍵與花鍵槽連接,軟鋼絲繩長(zhǎng)度僅供花鍵在花鍵槽中進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述軟鋼絲繩長(zhǎng)度僅供花鍵在花鍵槽中進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng),為花鍵在花鍵槽中沿一條相互接觸直線進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng),該直線為虛·擬軸,軟鋼絲繩穿過(guò)并固定在花鍵上及花鍵槽對(duì)應(yīng)的鉆頭側(cè)壁上并穿過(guò)直線,將花鍵與花鍵槽接觸連接。本實(shí)用新型的效果在于,由于本實(shí)用新型篦框?yàn)槔瓤谛螤?,即使篦子與篦框之間填塞煤粉,由于這些煤粉并不能在篦子與篦框之間產(chǎn)生沿鉆頭軸向的摩擦力,所以并不影響篦子脫出;將篦框與篦子之間的間隙設(shè)置為O. 05、. 15_,是因?yàn)榻?jīng)過(guò)試驗(yàn),煤粉的粒徑很容易破碎到O. 02、. 05mm即便是大于O. 05mm粒徑的煤粉,在鉆進(jìn)過(guò)程中夾在篤框與篤子之間的煤粉,由于鉆頭的振動(dòng),也很容易被振為O. 02、. 05mm的粒徑的煤粉,這樣煤粉就能被瓦斯氣體吹進(jìn)鉆頭或者由鉆頭內(nèi)的高壓氣體吹出鉆頭,而篦子就像浮動(dòng)在篦框與碰珠之間;其間設(shè)氣槽,有利于煤粉排出,氣槽為喇叭狀,有利于氣體產(chǎn)生狹管效應(yīng),使出口的氣流更大,更有利于吹散煤粉;花鍵槽的寬度大于花鍵寬度,使得花鍵在花鍵槽內(nèi)能夠稍微轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)氣槽隨之轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)每個(gè)氣槽的氣流也轉(zhuǎn)動(dòng),就將花鍵槽內(nèi)的所有煤粉排出?;ㄦI與花鍵槽鉸接時(shí)鉸軸與軸套之間間隙為O. 05mm-0. 15mm,有利于鉸軸與軸套之間的煤粉被瓦斯氣體吹進(jìn)鉆頭或者由鉆頭內(nèi)的高壓氣體吹出鉆頭;花鍵在花鍵槽中繞虛擬軸進(jìn)行張開(kāi)與閉合的轉(zhuǎn)動(dòng),虛擬軸上設(shè)置軟鋼絲繩,此時(shí)每根軟鋼絲繩僅僅是一個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn),同一直線上兩個(gè)以上旋轉(zhuǎn)點(diǎn)形成虛擬旋轉(zhuǎn)軸,由于不是真實(shí)旋轉(zhuǎn)軸,花鍵的張開(kāi)與閉合不存在旋轉(zhuǎn)軸阻塞問(wèn)題,由于花鍵與花鍵槽之間軟鋼絲繩的長(zhǎng)度近似為一個(gè)點(diǎn),在鉆進(jìn)過(guò)程中,當(dāng)其它兩個(gè)花鍵脫出花鍵槽,仍然有一個(gè)在槽中連接,沒(méi)有完全脫離,此時(shí)當(dāng)煤塊壓向花鍵時(shí),花鍵就能自動(dòng)復(fù)位。篦子的形狀設(shè)計(jì)為三星形花鍵狀,這種結(jié)構(gòu)受力最強(qiáng),設(shè)置在篦子上的刀頭(也稱(chēng)鉆牙)更穩(wěn)固。
圖I為申請(qǐng)?zhí)枮椤?01120477960. 9”,名稱(chēng)為“煤礦瓦斯抽采孔鉆頭”的專(zhuān)利的剖視
結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為申請(qǐng)?zhí)枮椤?01120477960. 9”,名稱(chēng)為“煤礦瓦斯抽采孔鉆頭”的專(zhuān)利的俯視
結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為申請(qǐng)?zhí)枮椤?01120477960. 9”,名稱(chēng)為“煤礦瓦斯抽采孔鉆頭”的專(zhuān)利的另一
實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖。[0022]圖4為喇叭口狀篦框剖視結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為三星花鍵鉆頭俯視圖;圖6為三星花鍵鉆頭軸測(cè)圖;圖7為帶儲(chǔ)繩腔體三星花鍵鉆頭剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖8為虛擬軸三星花鍵閉合的示意圖;圖9為虛擬軸三星花鍵打開(kāi)的示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是申請(qǐng)?zhí)枮椤?01120477960. 9”,名稱(chēng)為“煤礦瓦斯抽采孔鉆頭”的專(zhuān)利 的改進(jìn)專(zhuān)利。原專(zhuān)利的具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1-3。如圖I、圖2所示,一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,包括鉆頭體1,鉆頭體I設(shè)軸向通孔10,通孔10的形狀一般為圓形,通孔10頂端設(shè)篦框3,篦框3在通孔10的結(jié)構(gòu)顯示為臺(tái)階孔,蓖框3內(nèi)設(shè)篦子2,就是篦子2支撐在臺(tái)階上,篦子2的結(jié)構(gòu)像蒸籠篦、窨井篦樣子。軸向指鉆頭旋轉(zhuǎn)軸軸向,這種情況,瓦斯抽采孔打好后,抽采管沿鉆桿通風(fēng)孔頂?shù)姐@頭,此時(shí),將鉆桿和鉆頭稍微退回,抽采管頂開(kāi)篦子,然后一節(jié)一節(jié)拔出套在抽采桿上的鉆桿,直至拔出鉆頭,抽采管就在插入抽采孔底端的狀態(tài)下留在抽采孔內(nèi),這樣就能有效抽出瓦斯。上述蓖框3底面31與篦子2間為銷(xiāo)51與銷(xiāo)孔52間隙配合,篦子2上設(shè)刀頭4。這種情況篦子2與鉆頭同步旋轉(zhuǎn),篦子2上的刀頭4打碎篦子2上的煤塊,防止煤塊堵塞篦子,使篦子2能夠被順利頂開(kāi)。上述蓖框3側(cè)面32與篦子2之間為鍵與鍵槽間隙配合,篦子2上設(shè)刀頭4。這種情況圖中沒(méi)有示出,就是在篦子周邊與蓖框間至少設(shè)一個(gè)鍵和對(duì)應(yīng)的槽,當(dāng)然此時(shí)的槽能夠使篦子打開(kāi)就行。上述蓖框3與篦子2間由繩鏈61連接,繩鏈61 —端固定篦子2,另一端固定蓖框
3。繩鏈61就是鋼絲繩或者鏈條,至少一根,如果多于一根,它們?cè)O(shè)置在篦框的一邊,如果是圓形框,設(shè)置范圍小于半個(gè)圓周,如果不設(shè)置在篦框的一邊,那么繩鏈61的長(zhǎng)短就不一樣,但是保證繩鏈61拉緊時(shí)篦子2時(shí)開(kāi)蓋的形狀,并保證抽采管那個(gè)穿過(guò)繩鏈61的間隙,這樣篦子就能夠隨鉆頭一同拔出。上述蓖框3設(shè)孔洞7,繩鏈61置于孔洞7內(nèi)。這樣就隱藏了繩鏈,繩鏈就不會(huì)阻擋篤子打開(kāi)。上述蓖框3的銷(xiāo)孔52與篦子2的銷(xiāo)51之間由繩鏈61連接,銷(xiāo)51和繩鏈61均置于銷(xiāo)孔52內(nèi)。這樣可以減少加工孔的個(gè)數(shù)。參照?qǐng)D3,上述蓖框3與篦子2之間由彈,62連接,彈簧62 —端固定篦子2,另一端固定蓖框3,所述蓖框設(shè)孔洞7,彈簧62置于孔洞7內(nèi)。彈簧62數(shù)量可以多于一根,但彈簧的設(shè)置應(yīng)集中在一邊,方便抽采管頂開(kāi)篦子。這樣彈簧62就對(duì)篦子2施加拉力,防止風(fēng)大時(shí)將篦子2吹開(kāi),而且可以將篦子2隨鉆頭拔出。如圖3所示,上述蓖框3的銷(xiāo)孔52與篦子2的銷(xiāo)51之間由彈簧62連接,銷(xiāo)51和彈簧62均置于銷(xiāo)孔52內(nèi)。這樣也可以減少加工孔的數(shù)量。上述篦子2周邊由碰珠8固定在蓖框3內(nèi)。這里的固定指至少三個(gè)碰珠,這樣能夠防止風(fēng)大時(shí)將篦子吹開(kāi)。[0038]上述篦子2周邊與蓖框3之間,設(shè)置通風(fēng)槽,通風(fēng)槽91可以設(shè)在篦子周邊,通風(fēng)槽92也可以設(shè)在篦框上,這樣能夠有效排出阻擋篦子2打開(kāi)的煤粉。實(shí)施例I如圖4 一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述的鉆頭軸向設(shè)置有通孔,通孔頂端設(shè)篦框3,篦框3內(nèi)設(shè)篦子2,篦框3與篦子2接觸部位為喇叭口形狀35,篦子2與篦框3配合,篦子上設(shè)刀頭4,篦子2周邊由碰珠8固定在蓖框3內(nèi)。當(dāng)瓦斯抽采管頂著篦子克服碰珠8的彈力將花鍵脫出篦框,篦子留在孔內(nèi),鉆頭的篦框套著瓦斯抽采管退出,瓦斯抽采管留至瓦斯抽放孔底部,抽采瓦斯更徹底。所述的篦框3與篦子2之間間隙配合,間隙為O. 05mm-0. 15mm。 所述篦子2與篦框3間設(shè)通風(fēng)槽,如圖6通風(fēng)槽為下大上小的喇叭狀95。所述篦框與篦子之間為花鍵配合,篦子的花鍵是三個(gè),如圖5圖6篦子的形狀是三星形,周邊對(duì)應(yīng)為三個(gè)花鍵25,篦框?qū)?yīng)為三個(gè)花鍵槽35 ;花鍵槽35與花鍵25接觸部位為喇叭口的一部分,花鍵槽35與花鍵25配合,每個(gè)花鍵25由碰珠8限位在花鍵槽35內(nèi)。花鍵與花鍵槽之間也設(shè)喇叭狀通風(fēng)槽95,本實(shí)施例篦子的形狀是三星形,篦子的形狀是人字形、十字形或者五星形狀,對(duì)應(yīng)三、四、五個(gè)花鍵槽的實(shí)施方式,也是本專(zhuān)利實(shí)施例。這些情況下瓦斯抽采管頂著花鍵克服碰珠8的彈力將花鍵脫出花鍵槽,鉆頭退出,花鍵留在孔內(nèi)。其中一個(gè)花鍵與花鍵槽之間活動(dòng)連接,一種情況為鉸接,現(xiàn)有的鉸接形式都行,圖中沒(méi)有一一示出,但是鉸軸與軸套之間間隙為O. 05mm-0. 15mm。此時(shí)該花鍵由鉸接件限位,不需要碰珠8將其限位在花鍵槽35內(nèi)。這種情況下瓦斯抽采管頂著花鍵克服碰珠8的彈力將兩個(gè)花鍵脫出花鍵槽,鉆頭退出時(shí),花鍵由鉸接件牽引隨鉆頭退出瓦斯抽采孔。其中一個(gè)花鍵與花鍵槽之間活動(dòng)連接,如圖7為繩連接,一種情況為軟鋼絲繩62比較長(zhǎng),軟鋼絲繩62置于鉆頭側(cè)壁的儲(chǔ)繩腔體36內(nèi),軟鋼絲繩62 —端固定在鉆頭側(cè)壁上,另一端通過(guò)花鍵槽上的出繩孔伸出儲(chǔ)繩腔體36固定在花鍵25上。這種情況下瓦斯抽采管頂著花鍵克服碰珠8的彈力將花鍵脫出離開(kāi)鉆頭,鉆頭退出時(shí),花鍵由軟鋼絲繩62牽引隨鉆頭退出瓦斯抽采孔。所述繩連接的另一種情況如圖8圖9,花鍵25能夠在花鍵槽35中沿一條相互接觸直線26進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng),該直線為虛擬軸,軟鋼絲繩62穿過(guò)并固定在花鍵25上及花鍵槽35對(duì)應(yīng)的鉆頭側(cè)壁上并穿過(guò)直線26,將花鍵25與花鍵槽35接觸連接。圖8中孔27為軟鋼絲繩62在花鍵25上固定的孔,孔36為軟鋼絲繩62在花鍵槽35上固定的孔,圖中為三根軟鋼絲繩62并列設(shè)置;圖8中花鍵25與花鍵槽35閉合,圖9中花鍵25與花鍵槽35張開(kāi)90度。此時(shí)從外邊看三根軟鋼絲繩62僅在花鍵25與花鍵槽35接觸看到三個(gè)點(diǎn),花鍵25在花鍵槽35中沿三個(gè)點(diǎn)連接的直線轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)施例的另一種情況為,花鍵25沒(méi)有必要在花鍵槽35中沿一條相互接觸直線26進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng),而是花鍵25能夠在花鍵槽35中進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng),軟鋼絲繩62穿過(guò)并固定在花鍵25上及花鍵槽35對(duì)應(yīng)的鉆頭側(cè)壁上并將花鍵25與花鍵槽35連接,軟鋼絲繩62長(zhǎng)度僅供花鍵25在花鍵槽35中進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)從外邊看三根軟鋼絲繩62在花鍵25與花鍵槽35之間有適合轉(zhuǎn)動(dòng)的一小段長(zhǎng)度。這兩種情況下瓦斯抽采管頂著花鍵克服碰珠8的彈力將兩個(gè)花鍵脫出花鍵槽,鉆頭退出時(shí),花鍵由軟鋼絲繩62牽引緊隨鉆頭退出瓦斯抽采孔。
權(quán)利要求1.一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述的鉆頭軸向設(shè)置有通孔,通孔頂端設(shè)篦框(3),篦框(3)內(nèi)設(shè)篦子(2),篦框(3)與篦子(2)接觸部位為喇叭口形狀,篦子(2)與篦框(3)配合,篦子(2)上設(shè)刀頭,篦子(2)周邊由碰珠固定在蓖框(3)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述的篦框(3)與篦子(2)之間間隙配合,間隙為O.05mm-0. 15mm。
3.如權(quán)利要求I所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述篦子(2)與篦框(3)間設(shè)通風(fēng)槽,通風(fēng)槽為喇叭狀。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述篦框(3)與篦子(2)之間為花鍵配合,篦子(2)的花鍵是三、四、五個(gè)之一,篦框(3)對(duì)應(yīng)為三、四、五個(gè)花鍵槽;花鍵槽與花鍵接觸部位為喇叭口的一部分,花鍵槽與花鍵配合,每個(gè)花鍵由碰珠限位在花鍵槽內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述篦子(2)的形狀是三星形,十字形或者五星形狀,周邊對(duì)應(yīng)為三、四、五個(gè)花鍵。
6.如權(quán)利要求5所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述花鍵之一與花鍵槽之間活動(dòng)連接。
7.如權(quán)利要求6所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述活動(dòng)連接為鉸接,其中鉸軸與軸套之間間隙為O. 05mm-0. 15mm。
8.如權(quán)利要求6所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述活動(dòng)連接為繩連接。
9.如權(quán)利要求8所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述繩連接指花鍵與花鍵槽之間設(shè)軟鋼絲繩,所述軟鋼絲繩穿過(guò)并固定在花鍵上及花鍵槽對(duì)應(yīng)的鉆頭側(cè)壁上并將花鍵與花鍵槽連接,軟鋼絲繩長(zhǎng)度僅供花鍵在花鍵槽中進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,其特征在于所述軟鋼絲繩長(zhǎng)度僅供花鍵在花鍵槽中進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng),為花鍵在花鍵槽中沿一條相互接觸直線進(jìn)行張開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)動(dòng),該直線為虛擬軸,軟鋼絲繩穿過(guò)并固定在花鍵上及花鍵槽對(duì)應(yīng)的鉆頭側(cè)壁上并穿過(guò)直線,將花鍵與花鍵槽接觸連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及瓦斯抽采孔鉆孔專(zhuān)用的鉆頭,具體就是一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種煤礦瓦斯抽采孔鉆頭,所述的鉆頭軸向設(shè)置有通孔,通孔頂端設(shè)篦框,篦框內(nèi)設(shè)篦子,篦框與篦子接觸部位為喇叭口形狀,篦子與篦框配合,篦子上設(shè)刀頭,篦子周邊由碰珠固定在蓖框內(nèi)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)改變零件部分的結(jié)構(gòu),使煤結(jié)核在工作過(guò)程中直接排出,不影響工件的工作。
文檔編號(hào)E21B10/00GK202689937SQ20122026682
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者張衛(wèi)星 申請(qǐng)人:張衛(wèi)星