[發明專利]一種煤礦井下水力割縫自吸式磨料射流發生裝置及方法

有效

• 申請號: 201310287216.6
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103334723A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 葛兆龍;盧義玉;周哲;夏彬偉;程亮;湯積仁;梅緒東;張欣瑋
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E21B43/114
• 分類號: E21B43/114
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種煤礦井下水力割縫自吸式磨料射流發生裝置，包括前端割縫器（1）和自吸裝置（2）；其特征在于：所述自吸裝置（2）為前后貫通結構，包括腔體（2-3）、喉管（2-2）、進口噴嘴（2-6）及端蓋（2-8）；

所述喉管（2-2）裝在腔體（2-3）內的前部，前端管徑小，為加速腔（2-10），后端管徑呈喇叭形放大，為吸入腔（2-11）；所述進口噴嘴（2-6）裝在腔體（2-3）內的后部，其前端出口正對喉管（2-2）的后端中心，且其前端直徑小于喉管（2-2）后端的喇叭口的口徑；

所述腔體（2-3）的壁上徑向設有至少兩個吸入孔（2-5），所述吸入孔（2-5）的位置與進口噴嘴（2-6）的前端外周相對，吸入孔（2-5）通過進口噴嘴（2-6）的前端出口的外周空間與喉管（2-2）后端的喇叭口相通；所述吸入孔（2-5）內安裝有過濾裝置；

所述自吸裝置（2）的前端外壁上設有割縫器連接結構（2-1），與前端割縫器（1）連接，后端連接端蓋（2-8），所述端蓋（2-8）也為前后貫通結構，后端設有鉆桿連接端（2-9）。

2.根據權利要求1所述的煤礦井下水力割縫自吸式磨料射流發生裝置，其特征在于：所述過濾裝置包括濾網（2-12）、墊圈（2-13）及緊固螺栓（2-14），所述濾網（2-12）安裝在吸入孔（2-5）的臺階上，通過緊固螺栓（2-14）和墊圈（2-13）固定。

3.根據權利要求1或2所述的煤礦井下水力割縫自吸式磨料射流發生裝置，其特征在于：所述喉管（2-2）、進口噴嘴（2-6）配備有不同直徑的多個，根據需要更換。

4.根據權利要求1或2所述的煤礦井下水力割縫自吸式磨料射流發生裝置，其特征在于：所述腔體（2-3）與喉管（2-2）之間安裝有密封圈（2-4）。

5.根據權利要求1或2所述的煤礦井下水力割縫自吸式磨料射流發生裝置，其特征在于：所述進口噴嘴（2-6）的后端長于腔體（2-3），與端蓋（2-8）連接，并在連接處安裝密封圈（2-7）。

6.根據權利要求1或2所述的煤礦井下水力割縫自吸式磨料射流發生裝置，其特征在于：所述前端割縫器（1）的尾部外周有破碎刀片（1-2）。

7.使用權利要求1-6之任一項所述的自吸式磨料射流發生裝置進行煤礦井下水力割縫的方法，其特征在于步驟如下：

1）增加泵壓，當水壓達到換向閥芯閾值時，換向閥芯上的徑向通水孔開啟，將徑向噴嘴與前端割縫器的腔體連通，割縫器進入工作狀態;

2）水力割縫時產生的煤塊經破碎刀片的破碎，變為煤粒及煤粉，并隨水流向外流動，成為本發明使用磨料的來源；

3）進行水力割縫時，高壓水經過進口噴嘴形成射流，利用射流的卷吸作用在喉管吸入腔的中心兩側區域形成低壓區，在該低壓區的作用下，粒徑較小的煤粒通過濾網的篩選被吸入裝置內部，通過加速腔的加速，煤粒與主射流充分混合；混合后的流體進入割縫器，經徑向噴嘴形成磨料射流。