[實用新型]一種煤礦井下履帶式鉆進沖孔一體化裝備

有效

• 申請號: 201520387648.9
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN204851052U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 武國勝;程遠平;王曉平;徐云輝;張志強;胡昕
• 申請（專利權）人: 平頂山市鐵福來機電設備有限公司
• 主分類號: E21B3/02
• 分類號: E21B3/02;E21B4/06;E21F7/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 苗強

技術領域

本實用新型涉及到煤炭開采領域所用設備，具體的說是一種煤礦井下履帶式鉆進沖孔一體化裝備。

背景技術

煤炭是我國的主要能源，長期占一次能源的70%以上，近年來隨著經濟的快速增長，煤炭需求量增長迅猛，然而，我國煤礦地質條件復雜且多以煤層群條件賦存，煤與瓦斯突出災害嚴重，還以20m/年的速度向深部延伸，深部高地應力和瓦斯壓力致使瓦斯災害更加嚴重。根據政策法規，對于高瓦斯與突出煤層，在開采前需要采取區域性瓦斯防治措施，降低煤層瓦斯含量消除其突出危險性。保護層開采和預抽煤層瓦斯是最經濟有效的區域性瓦斯治理措施，不具備保護層開采條件的礦區（井）必須選用底（頂）板巖巷穿層鉆孔預抽煤層瓦斯的區域防突措施，考慮到我國多數礦區煤層滲透率低、瓦斯壓力大和地應力高等特殊條件，穿層鉆孔抽采效果較差且易塌孔堵塞，故穿層鉆孔需配合水力沖孔、水力壓裂等增透措施。在巖柱的掩護下利用帶高壓水鉆頭切割和壓力水沖刷煤體，排出碎煤和瓦斯，應力集中向沖孔周圍移動，使沖孔附近煤體卸壓增透，可以有效地提高抽放效果。

目前，煤礦井下底（頂）板巖巷穿層鉆孔施工鉆機設備與水力沖孔設備分別為兩套不同設備，大多數鉆機采用分體式結構，設備數量多體積龐大移動不便，鉆進傾角調節局限性大；缺少鉆孔防噴孔裝置，鉆桿密封性能難以滿足水力沖孔高強度水壓要求，鉆機缺少高壓水旋轉接頭易造成沖孔過程出現夾鉆現象，普通鉆進鉆頭難以同時用于水力沖孔；穿層鉆孔和水力沖孔施工過程存在多項重復操作工序，施工程序繁雜冗余，施工工期長，設備龐大復雜，效率低，人力物力消耗量大。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種煤礦井下履帶式鉆進沖孔一體化裝備，對鉆頭、鉆桿以及鉆機的結構進行改進，將鉆進、沖孔的過程進行整合，利用本實用新型的一套設備只需一次作業即可實現鉆進與沖孔的施工過程，解決現有鉆進、沖孔設備不配套，施工程序繁雜冗余，施工工期長，設備龐大復雜，工作效率低，人力物力消耗量大的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：一種煤礦井下履帶式鉆進沖孔一體化裝備，包括履帶式液壓鉆機、耐高壓密封鉆桿、鉆進沖孔兩用鉆頭、高壓旋轉接頭以及高壓水泵站，所述的耐高壓密封鉆桿穿過履帶式液壓鉆機的動力頭內孔，一端與所述的鉆進沖孔兩用鉆頭連接，另一端通過所述的高壓旋轉接頭與為沖孔提供壓力水的高壓水泵站連接；

所述的鉆進沖孔兩用鉆頭由水流轉換閥與切削部組成，水流轉換閥的兩端分別通過螺紋連接所述的切削部與耐高壓密封鉆桿，水流轉換閥包括閥體、射流噴嘴、活塞、彈簧與密封件，閥體內設有軸向通孔，在軸向通孔的一端設置開設中心孔的導向體，并在導向體上沿軸向設置多個導流孔，在軸向通孔內設置環形凸臺Ⅰ與環形凸臺Ⅱ，所述的密封件固定在所述的環形凸臺Ⅱ上，所述活塞上設有與密封件密封配合的錐面體，所述彈簧套設在活塞的一端，并固定在錐面體的小頭端，活塞的另一端活動插設在所述導向體的中心孔后，將彈簧壓在所述的環形凸臺Ⅰ上，在閥體上設有沿其軸向對稱分布的斜向切削部的徑向通孔，所述的射流噴嘴設置在該徑向通孔內，通過鉆孔過程中水壓的變化壓迫活塞與彈簧，使得活塞錐面體與密封件分離或接觸，以實現冷卻切削部與射流噴嘴射水進行水力沖孔之間的切換；

所述的高壓旋轉接頭包括旋轉軸與殼體，旋轉軸的中心沿其軸向設有輸送壓力水的通孔，旋轉軸的一端與所述的耐高壓密封鉆桿連接，另一端通過軸承設置在殼體內，并與一石墨密封環相接觸，石墨密封環一端的外圓設置有密封槽，在密封槽內設置有O形密封圈，O形密封圈起到密封石墨密封環與殼體之間間隙的作用，石墨密封環另一端的端面頂在一個預緊彈簧的一端，預緊彈簧的另一端固定在殼體上后，由預緊彈簧向石墨密封環提供壓力，以保證在無壓力水時石墨密封環能夠保持與旋轉軸端面的接觸；

所述的耐高壓密封鉆桿由多根桿體連接組成，其中在桿體的兩端分別設置相互配合的外錐螺紋Ⅰ與內錐螺紋Ⅰ，在外錐螺紋Ⅰ的一端設置光滑外錐面，另一端設置外密封圈，在內錐螺紋Ⅰ的一端設置光滑內錐面，另一端設置內密封圈，使得在任意兩根桿體的外錐螺紋Ⅰ與內錐螺紋Ⅰ旋合的狀態下，通過外密封圈與光滑內錐面相貼合以及內密封圈與光滑外錐面相貼合實現對各桿體螺紋連接處進行密封。

在所述的履帶式液壓鉆機上還設置氣渣收集分離裝置，并由履帶式液壓鉆機上的油缸推動其移動。

所述的高壓水泵站設置在履帶底盤上，通過履帶式液壓鉆機上的液壓泵給履帶底盤上的行走馬達提供液壓油驅動高壓水泵站行走。