钻孔射流式煤层割缝系统

摘要

一种钻孔射流式煤层割缝系统，将钻割动力系统、调节控制系统和钻割执行系统依次连为一体；钻割动力系统包括依次设在第一行走小车上的乳化液箱、乳化液泵，调节控制系统包括依次设在第二行走小车上的溢流阀组、真空电磁启动器及钻割执行系统控制器，钻割执行系统包括履带式全液压坑道钻机及钻杆钻具装置，履带式全液压坑道钻机包括钻割执行系统行走机构、动力头，动力头上设有钻孔给水装置，钻割执行系统行走机构的两侧对称设有液压支柱；钻杆钻具装置包括空心钻杆和托架，空心钻杆的前部设有自动调节装置；钻割执行系统具有自主移动、提供钻进动力及退钻动力的功能，缩短了对煤层钻孔及割缝工作时间，增加了煤层的透气性。

权利要求

1.一种钻孔射流式煤层割缝系统，包括钻割动力系统（1）、调节控制系统（2）、钻割执行系统（3），其特征在于：将钻割动力系统（1）、调节控制系统（2）和钻割执行系统（3）依次连为一体；所述的钻割动力系统（1）包括依次设在第一行走小车（102）上的乳化液箱（101）、乳化液泵（103），乳化液泵（103）的入口与乳化液箱（101）管路相连，乳化液泵（103）的出口设有压力管（104）；所述的调节控制系统（2）包括依次设在第二行走小车（203）上的溢流阀组（201）、真空电磁启动器（202）及钻割执行系统控制器（205），钻割执行系统控制器（205）上设有启动停止按钮（204），溢流阀组（201）的入口经管路（200）与乳化液箱（101）相连接，真空电磁启动器（202）一端经线路（202.2）与启动停止按钮盒（204）相连接，真空电磁启动器（202）另一端经线路（202.1）与乳化液泵（103）相连接；所述的钻割执行系统（3）包括履带式全液压坑道钻机（3.1）及钻杆钻具装置（3.2），其中，履带式全液压坑道钻机（3.1）包括钻割执行系统行走机构（303）、设在钻割执行系统行走机构（303）上的动力头（301），动力头（301）上设有钻孔给水装置（302），钻割执行系统行走机构（303）的两侧对称设有液压支柱（304）；钻杆钻具装置（3.2）包括伸入钻孔内与钻头（309）相连的空心钻杆（306）和支撑空心钻杆（306）的托架（307），空心钻杆（306）的前部设有自动调节装置（308）；钻割执行系统行走机构（303）的前端设有支撑空心钻杆（306）与动力头（301）相连的卡持器（305），履带式全液压坑道钻机（3.1）上设有独立使用的液压系统（301.1），独立使用的液压系统（301.1）经管道（206）与钻割执行系统控制器（205）相连接，钻孔给水装置（302）经压力管（201.3）与溢流阀组（201）相连接。

2. 根据权利要求1所述的钻孔射流式煤层割缝系统，其特征在于：所述的溢流阀组（201）进水口处设有压力表（201.1），出水口处设有流量计（201.2）。

3. 根据权利要求1或2所述的钻孔射流式煤层割缝系统，其特征在于：所述的溢流阀组（201）设有调节压力的旋转手柄（201.4）。

说明书

钻孔射流式煤层割缝系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钻孔射流式割缝系统，尤其是一种适用于井下的钻孔射流式煤层割缝系统。

背景技术

[0002] 在我国的煤层开采工业中，常用的做法是对煤层进行钻孔及射流式割缝以提高对煤层瓦斯排放或抽采效果，同时降低或消除煤层瓦斯隐患。但是，由于在很多煤层开采中没有单独针对煤层钻孔的射流割缝系统。造成上述原因是复杂的，但是其主要原因在于需要多个配套设备联用，而这些配套设备又是独立、分散的，不集中，在需要对煤层钻孔及射流割缝时，不能快速形成此功能，造成功效低、费时费力、劳动强度大，且易误操作产生的安全隐患现象。基于上述原因，提高功效、降低工人劳动强度是当务之急。

发明内容

[0003] 技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构紧凑、一体化、降低工人劳动强度、提高对煤层钻孔射流割缝效率的钻孔射流式煤层割缝系统。

[0004] 技术方案：本发明的钻孔射流式煤层割缝系统，包括钻割动力系统、调节控制系统、钻割执行系统，将钻割动力系统、调节控制系统和钻割执行系统依次连为一体；所述的钻割动力系统包括依次设在第一行走小车上的乳化液箱、乳化液泵，乳化液泵的入口与乳化液箱管路相连，乳化液泵的出口设有压力管；所述的调节控制系统包括依次设在第二行走小车上的溢流阀组、真空电磁启动器及钻割执行系统控制器，钻割执行系统控制器上设有启动停止按钮，溢流阀组的入口经管路与乳化液箱相连接，真空电磁启动器一端经线路与启动停止按钮盒相连接，真空电磁启动器另一端经线路与乳化液泵相连接；所述的钻割执行系统包括履带式全液压坑道钻机及钻杆钻具装置，其中，履带式全液压坑道钻机包括钻割执行系统行走机构、设在钻割执行系统行走机构上的动力头，动力头上设有钻孔给水装置，钻割执行系统行走机构的两侧对称设有液压支柱；钻杆钻具装置包括伸入钻孔内与钻头相连的空心钻杆和支撑空心钻杆的托架，空心钻杆的前部设有自动调节装置；钻割执行系统行走机构的前端设有支撑空心钻杆与动力头相连的卡持器，履带式全液压坑道钻机上设有独立使用的液压系统，独立使用的液压系统经管道与钻割执行系统控制器相连接，钻孔给水装置经压力管与溢流阀组相连接。

[0005] 所述的溢流阀组进水口处设有压力表，出水口处设有流量计；所述的溢流阀组设有调节压力的旋转手柄。

[0006] 有益效果：由于采用了上述技术方案，钻割执行系统具有自主移动、提供钻进动力及退钻动力等功能。通过设置在其下的流动小车，将钻孔射流式煤层割缝系统有机的结合起来，可大幅提高在煤层进行钻孔及割缝的工作效率，同时有效的降低工人劳动强度和误操作所引起的安全隐患问题，以实现钻孔割缝工作的月进度大幅提高。有效的缩短了对煤层钻孔及割缝工作时间，同时增加了煤层的透气性，为煤层瓦斯抽放或抽采奠定了良好的基础，也为安全生产提供了保障。其结构紧凑、使用快捷、功效高、省时省力，具有广泛的实用性。

[0007]

附图说明

[0008] 图1是本发明的结构示意图。

[0009] 图2是本发明的钻割动力系统结构示意图。

[0010] 图3是本发明的调节控制系统结构示意图。

[0011] 图4是本发明的钻割执行系统结构示意图。

[0012] 图中：钻割动力系统－1，乳化液箱－101，第一行走小车102，乳化液泵103，压力管104，调节控制系统－2，乳化液通过压力管－200，溢流阀组－201，压力表－201.1，流量计－201.2，压力管－201.3，旋转手柄－201.4，真空电磁启动器-202，第二行走小车－203，启动停止按钮-204，钻割执行系统控制器-205，钻割执行系统管路-206，钻割执行系统－3，动力头－301，钻孔给水装置－302，钻割执行系统行走机构－303，液压支柱304，卡持器-305，空心钻杆－306，托架307，自动调节装置－308，钻头－309，钻杆钻具系统-3.2，履带式全液压坑道钻机-3.1。

具体实施方式

[0013] 下面将结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：如图1所示，本发明的钻孔射流式煤层割缝系统，主要由乳化液的钻割动力系统1、与钻割动力系统1连接的调节控制系统2及实施钻孔煤层割缝的钻割执行系统3构成。将钻割动力系统1、调节控制系统2和钻割执行系统3依次连为一体；其中钻割动力系统1包括依次设在第一行走小车102上的乳化液箱101、乳化液泵103，从乳化液箱101中流出的有一定压力的乳化液通过压力管200连接在溢流阀组201的进液口，压力在0-31.5MPa之间可调，溢流阀组201进液口处装有压力表201.1，从溢流阀组201中通过经流量计201.2后连接在钻割执行系统3的钻孔给水装置302上。溢流阀组201设有调节压力的旋转手柄201.4。乳化液泵103的入口与乳化液箱101管路相连，乳化液泵103的出口设有压力管104，在乳化液泵103上端经202.1连接真空电磁启动器202；所述的调节控制系统2包括依次设在第二行走小车203上的溢流阀组201、真空电磁启动器202及钻割执行系统控制器205，钻割执行系统控制器205通过液压管路206相互连接钻割执行系统3，钻割执行系统控制器205上设有启动停止按钮204，溢流阀组201的入口经管路200与乳化液箱101相连接，真空电磁启动器202一端经线路202.2与启动停止按钮盒204相连接，真空电磁启动器202另一端经线路202.1与乳化液泵103相连接；所述的钻割执行系统3包括履带式全液压坑道钻机3.1及钻杆钻具装置3.2，其中，履带式全液压坑道钻机3.1包括钻割执行系统行走机构303、设在钻割执行系统行走机构303上的动力头301，动力头301上设有钻孔给水装置302，钻割执行系统行走机构303的两侧对称设有液压支柱304；钻杆钻具装置
3.2包括伸入钻孔内与钻头309相连的空心钻杆306和支撑空心钻杆306的托架307，空心钻杆306的前部设有机械式压缩弹簧自动复位的自动调节装置308，通过水流量与压力的转换实现自动调节，根据现场工作需要确定自动调节来完成切换工作的方式为钻进或是割缝；钻割执行系统行走机构303的前端设有支撑空心钻杆306与动力头301相连的卡持器305，履带式全液压坑道钻机3.1上设有独立使用的液压系统301.1，独立使用的液压系统301.1经管道206与钻割执行系统控制器205相连接，钻孔给水装置302经压力管201.3与溢流阀组201相连接。钻割执行系统3前端连接钻杆钻具系统3.2以及与钻杆钻具系统
3.2配合使用的卡持器305，钻杆钻具系统3.2包括钻机输出端工作连接的空心钻杆306，钻杆远离钻机的一端装有钻头309，钻头上设有自动调节装置308。所述的分离系统是卡持器305，卡持器将钻杆固定不动，以便拆卸或增加钻杆，钻割执行系统移动至位置后通过液压支柱304的伸缩固定住，当钻孔深度较大时，通过托架307可保证钻杆的直线度。所述的钻头309轴向上设有至少一个喷射孔，径向上设有多个喷射孔，钻头309轴向上的喷射孔用于在钻孔过程中实施冷却及去粉尘的作用，钻头309径向喷射孔用于在钻孔工作结束后利用钻割动力系统提供的高压乳化液进行射流式割缝工作，以增大煤层透气性，为煤层抽采或抽放瓦斯提供更有利的条件。启动停止按钮通过电缆连接真空电磁启动器202，真空电磁启动器202通过电缆与割缝动力系统中的乳化液泵103相连；溢流阀组201进水口端通过液压管路与割缝动力系统中的乳化液箱101连接，出水口端通过液压管路与割缝执行系统中的钻孔给水装置302连接；钻割执行系统控制器通过液压管路与钻割执行系统相互连接。

[0014] 工作时，启动钻割动力系统1，当压力达到定值时，例如10MPa，通过调节控制系统2进行压力调节和流量监测。通过调节控制系统中溢流阀组201的乳化液进入钻割执行系统3上的钻孔给水装置302，从钻孔给水装置经空心钻杆306进入射流式割缝钻头309进行钻孔和割缝工作。在钻孔时调节溢流阀组上的压力调节旋钮至压力合适后工作，在钻孔结束后需要煤层割缝时调节溢流阀组上的压力调节旋钮至压力合适后进行工作。在完成要求的一个钻孔及射流式煤层割缝工作后，开动钻割执行系统带动整套钻孔射流式煤层割缝系统前往下一个地点施工。