煤礦井下反向擴孔增透裝置及使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤層鉆孔技術領域，尤其涉及一種煤礦井下反向擴孔增透裝置及使用方法。
【背景技術】
[0002]瓦斯治理的主要手段為抽采，但是突出煤層往往滲透性差，從其中抽采瓦斯不僅鉆進困難，而且抽采效果不好，抽采半徑小。雖然目前有些礦上采用了水力壓裂等技術，但存在污染水源、破壞生態(tài)等諸多隱患，而且還有誘發(fā)突出的可能。
[0003]因此改變目前以密集布孔、高工程量為代價的抽采現(xiàn)狀，從而在有限的抽采時間內(nèi)達到理想的抽采效果，成為迫切的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種煤礦井下反向擴孔增透裝置及使用方法，解決布孔密集、工程量高的技術問題。
[0005]本發(fā)明的煤礦井下反向擴孔增透裝置，包括裝置殼體、中心軸和平面滑塊連桿機構；所述中心軸設于裝置殼體內(nèi)部，所述平面滑塊連桿機構包括鉸接于裝置殼體的擺桿、單自由度滑動連接于中心軸的滑塊和連接于滑塊和擺桿之間的連桿，所述擺桿上設有切削刃；
[0006]進一步，還包括套裝于中心軸外部的套筒；所述套筒固定于滑塊；中心軸上設有徑向凸出并與套筒內(nèi)壁密封連接的凸臺；中心軸后端通過密封套與裝置殼體內(nèi)壁徑向支撐定位并密封連接，密封套通過后固定螺母軸向固定于中心軸，套筒外壁與裝置殼體內(nèi)壁密封配合使中心軸位于套筒與密封套之間的部分與裝置殼體之間形成環(huán)形密封腔；
[0007]進一步，所述套筒與中心軸之間還設有用于沿軸向為套筒提供彈力使之復位的復位彈費；
[0008]進一步，所述套筒的兩端分列于凸臺軸向兩側，套筒上遠離滑塊的一端的內(nèi)側與中心軸之間通過端蓋連接；所述復位彈簧套于中心軸外部并支撐于凸臺和端蓋之間；
[0009]進一步，所述切削刃由可拆式固定于擺桿的切削刀片形成；
[0010]進一步，所述裝置殼體前端固定有鉆頭；所述鉆頭內(nèi)部設有與中心軸對接并同軸支撐固定的前接頭；裝置殼體前端內(nèi)側設有徑向向內(nèi)凸出的定位臺；中心軸前端伸出定位臺的部分通過前固定螺母支撐于定位臺使中心軸頂緊前接頭定位；
[0011]進一步，所述裝置殼體的后端固定有雙壁鉆桿，雙壁鉆桿的后端固定有雙通道取樣尾辮；中心軸與雙壁鉆桿之間通過后接頭對接，中心軸內(nèi)部設有軸向貫通的中心孔，所述中心孔與雙壁鉆桿內(nèi)孔和雙通道取樣尾辮后部的快速接頭的內(nèi)孔連通；快速接頭的旁路與所述環(huán)形密封腔連通；所述前接頭內(nèi)部設有連通中心軸的中心孔與鉆頭的內(nèi)孔的連通孔；
[0012]本發(fā)明還公開了一種煤礦井下反向擴孔增透裝置的使用方法，具體步驟如下:
[0013]a，在開孔位置，連接好煤礦井下反向擴孔增透裝置，雙通道取樣尾辮后部的快速接頭連接上壓風，旁路暫不接上壓風，在復位彈簧的作用下，煤礦井下反向擴孔增透裝置處于閉合的狀態(tài)；
[0014]b，在鉆機的推動下使鉆具鉆進煤層，壓風通過雙通道取樣尾辮的內(nèi)孔、雙壁鉆桿的內(nèi)孔、中心軸的中心孔和鉆頭的內(nèi)孔被輸送到孔底用于正常的排肩和鉆具的降溫；當鉆到設定的擴孔造穴深度時，連接快速接頭旁路的壓風，在壓風的作用下，平面滑塊連桿機構克服復位彈簧和外部的作用力，逐漸打開，煤礦井下反向擴孔增透裝置處于打開的狀態(tài)，在擺桿上切削刀片的作用下切削煤壁，逐漸完成擴孔造穴；
[0015]C，擴孔遭穴達到設定的目標值以后，關閉快速接頭旁路的壓風，在復位彈簧的作用下，煤礦井下反向擴孔增透裝置恢復到之前的閉合的狀態(tài)；這時取出鉆具，完成整個工藝流程。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的煤礦井下反向擴孔增透裝置及使用方法，在不更換鉆頭的前提下能夠進行擴孔造穴，使用簡單，操作方便；與定點取樣裝置使用同樣的鉆桿和尾辮，即減輕了礦方的采購成本，又降低了工人的搬運強度；換上取樣鉆頭，就能快速定點獲取煤樣，進而測定瓦斯含量；而換回鉆頭和反向擴孔增透裝置，就能實現(xiàn)卸壓增透的效果，從而提高瓦斯抽采效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明打開狀態(tài)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為本發(fā)明打開狀態(tài)結構示意圖，如圖所示:本實施例的煤礦井下反向擴孔增透裝置，包括裝置殼體2、中心軸8和平面滑塊連桿機構；所述中心軸8設于裝置殼體2內(nèi)部，所述平面滑塊連桿機構包括鉸接于裝置殼體2的擺桿13、單自由度滑動連接于中心軸8的滑塊15和連接于滑塊15和擺桿13之間的連桿14，所述擺桿13上設有切削刃，平面滑塊連桿機構繞中心軸8周向至少設置2個，滑塊15沿中心軸8滑動能通過相應連桿14帶動相應擺桿13擺動，裝置殼體2上設有供擺桿13嵌入的嵌入槽，因此擺桿13閉合狀態(tài)下能嵌入在嵌入槽中，不對鉆桿的鉆進構成阻礙，當需要遭穴時通過滑塊15帶動擺桿13逐漸打開，通過擺桿13上的切削刃進行擴孔遭穴，在不更換鉆頭I的前提下能夠進行擴孔造穴，使用簡單，操作方便。
[0020]本實施例中，還包括套裝于中心軸8外部的套筒12 ;所述套筒12固定于滑塊15 ;中心軸8上設有徑向凸出并與套筒12內(nèi)壁密封連接的凸臺7 ;中心軸8后端通過密封套與裝置殼體2內(nèi)壁徑向支撐定位并密封連接，密封套通過后固定螺母9軸向固定于中心軸8，套筒12外壁與裝置殼體2內(nèi)壁密封配合使中心軸8位于套筒12與密封套之間的部分與裝置殼體2之間形成環(huán)形密封腔16 ;使套筒12與中心軸8和裝置殼體2之間形成活塞機構，通過向環(huán)形密封腔16內(nèi)通入和抽出流體能使套筒12相對于中心軸8和裝置殼體2滑動，進而有效的控制滑塊15滑動，密封蓋與中心軸8及裝置殼體2的配合面、凸臺7與套筒12的配合面以及套筒12外壁與裝置殼體2內(nèi)壁之間均設有密封環(huán)。
[0021]本實施例中，所述套筒12與中心軸8之間還設有用于沿軸向為套筒12提供彈力使之復位的復位彈簧11，使平面滑塊連桿機構在自由狀態(tài)下保持閉合，提高穩(wěn)定性，并且在擴孔遭穴完成后能使擺桿13自動復位，控制簡單，節(jié)約成本。
[0022]本實施例中，所述套筒12的兩端分列于凸臺7軸向兩側，套筒12上遠離滑塊15的一端的內(nèi)側與中心軸8之間通過端蓋連接；所述復位彈簧11套于中心軸8外部并支撐于凸臺7和端蓋之間，端蓋與中心軸8的配合面上設有密封環(huán)，結構簡單緊湊，充分利用了凸臺7的結構，并且復位彈簧與所述環(huán)形密封腔分離，不占用環(huán)形密封腔的容積，利于套筒12的滑動控制。
[0023]本實施例中，所述切削刃由可拆式固定于擺桿13的切削刀片形成，磨損后可對切削刀片進行修磨或更換，節(jié)約成本。
[0024]本實施例中，所述裝置殼體2前端固定有鉆頭I ;所述鉆頭I內(nèi)部設有與中心軸8對接并同軸支撐固定的前接頭5 ;裝置殼體2前端內(nèi)側設有徑向向內(nèi)凸出的定位臺；中心軸8前端伸出定位臺的部分通過前固定螺母6支撐于定位臺使中心軸8頂緊前接頭5定位，不僅能對中心軸8進行可靠的定位，而且通過前接頭5