[發(fā)明專利]一種小孔道內(nèi)預(yù)制裂縫切割裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711259001.8
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108115849A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮國瑞;張純旺;宋選民;金智新;閆勇敢;張玉江;白錦文;王朋飛;李振;張永國
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: B28D1/04
• 分類號: B28D1/04;B28D7/00;E21C25/16;E21C25/18;E21C31/02
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發(fā)明屬于采礦和地下工程頂板切割設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種小孔道內(nèi)預(yù)制裂縫切割裝置。解決了小型孔道內(nèi)裂縫預(yù)制切割的問題，包括從動(dòng)切割輪、電動(dòng)機(jī)、主動(dòng)鏈輪、后叉、連接桿、前叉和傳動(dòng)鏈條，電動(dòng)機(jī)和主動(dòng)鏈輪連接固定，主動(dòng)鏈輪固定在前叉上，前叉通過連接桿與后叉連接，后叉上固定有從動(dòng)切割輪，從動(dòng)切割輪通過傳動(dòng)鏈條由主動(dòng)鏈輪連接。本發(fā)明采用的一種小孔道內(nèi)預(yù)制裂縫切割裝置，零件加工工藝簡單，可以通過普通的精密鑄造和裝配實(shí)現(xiàn)，小孔道內(nèi)與預(yù)制裂縫采用機(jī)械切割的作業(yè)方式，提高了預(yù)制裂縫的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于采礦和地下工程頂板切割設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種小孔道內(nèi)預(yù)制裂縫切割裝置。

背景技術(shù)

在采礦和地下工程中，經(jīng)常會(huì)對上覆巖層的頂板進(jìn)行切頂作業(yè)，當(dāng)煤層頂板為堅(jiān)硬巖層時(shí)，由于其自身比較堅(jiān)硬不容易發(fā)生垮落，此時(shí)頂板就會(huì)出現(xiàn)大面積的懸空，當(dāng)堅(jiān)硬的頂板達(dá)到承載極限時(shí)必然會(huì)發(fā)生斷裂，一旦懸頂面積過大且產(chǎn)生瞬間垮落，會(huì)對其下方產(chǎn)生巨大的沖擊作用，這種沖擊作用會(huì)給安全生產(chǎn)帶來不必要的麻煩。為了消除堅(jiān)硬頂板大面積懸空帶來的安全隱患，通常可以采用定向水力壓裂技術(shù)、無聲破碎靜態(tài)爆破技術(shù)以及二氧化碳定向爆破技術(shù)對堅(jiān)硬頂板進(jìn)行切頂作業(yè)，切頂作業(yè)要想達(dá)到一定的效果，也就要使頂板裂隙沿著預(yù)定的方向擴(kuò)展，一般會(huì)對孔道進(jìn)行切割來預(yù)制裂縫，進(jìn)而來控制裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展，孔道內(nèi)預(yù)制裂縫的切割效果會(huì)直接影響到下一步堅(jiān)硬頂板的切頂作業(yè)效果，所以說孔道內(nèi)裂縫的切割對堅(jiān)硬頂板的預(yù)裂起到很重要的作用。

在巖石力學(xué)試驗(yàn)過程中，經(jīng)常會(huì)對巖石試件進(jìn)行切割加工，其中在進(jìn)行水力壓裂試驗(yàn)觀察裂紋的初始開裂以及擴(kuò)展?fàn)顩r時(shí)，也需要對巖石試件沿圓形孔道進(jìn)行切割裂縫，在試驗(yàn)過程中以此預(yù)制的裂縫為對象，觀察這一裂隙的初始開裂和擴(kuò)展情況，巖石試件孔道內(nèi)裂縫的預(yù)制效果會(huì)直接影響到裂隙初始開裂、擴(kuò)展的試驗(yàn)效果和精確度，所以說在巖石力學(xué)試驗(yàn)中對孔道內(nèi)預(yù)制裂縫的精確度要求很嚴(yán)格。

綜上所述，無論是在巖石力學(xué)試驗(yàn)的過程中還是在地下采礦工程頂板預(yù)裂前期施工的過程中，都會(huì)遇到在孔道內(nèi)進(jìn)行切割裂縫的問題，這些孔道都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是直徑比較小，而預(yù)制裂縫的要求是在這些孔道內(nèi)沿軸線方向?qū)妆谶M(jìn)行切割作業(yè)，由于孔道內(nèi)部施工空間比較狹小，這就造成了孔道內(nèi)切割裂縫施工的困難。

目前巖石力學(xué)試件孔道內(nèi)部裂縫仍然采用鋼鋸人工切割的方式，這種人工切割方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且裂縫的切割精度比較低，在沿孔道軸線方向出現(xiàn)裂縫寬度大小不一的問題，經(jīng)常造成巖石試件兩端裂縫深度較大，而巖石試件中間裂縫深度較小，采用鋼鋸的人工切割方式顯然不能達(dá)到精度要求；同時(shí)在目前已經(jīng)公開的專利中，有關(guān)于孔道內(nèi)部切割的設(shè)備，主要是針對地下給排水管道、供熱管道以及燃?xì)夤艿赖戎睆胶艽蟮墓艿赖男迯?fù)更新技術(shù)。對于本文提出的小孔徑管道內(nèi)部預(yù)制裂縫切割裝置，在現(xiàn)有公開的文獻(xiàn)資料中，還未能獲得相關(guān)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決小型孔道內(nèi)裂縫預(yù)制切割的問題，提供一種小孔道內(nèi)預(yù)制裂縫切割裝置。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種小孔道內(nèi)預(yù)制裂縫切割裝置，包括從動(dòng)切割輪、電動(dòng)機(jī)、主動(dòng)鏈輪、后叉、連接桿、前叉和傳動(dòng)鏈條，電動(dòng)機(jī)和主動(dòng)鏈輪連接固定，主動(dòng)鏈輪固定在前叉上，前叉通過連接桿與后叉連接，后叉上固定有從動(dòng)切割輪，從動(dòng)切割輪通過傳動(dòng)鏈條由主動(dòng)鏈輪連接。

從動(dòng)切割輪包括金剛石鋸片、從動(dòng)鏈輪和滾動(dòng)軸承，金剛石鋸片兩側(cè)設(shè)置從動(dòng)鏈輪，金剛石鋸片與從動(dòng)鏈輪通過滾動(dòng)軸承套在銷軸上裝配在一起。

其所述的從動(dòng)切割輪由金剛石鋸片、從動(dòng)鏈輪、滾動(dòng)軸承和銷軸四部分組成，金剛石鋸片和兩側(cè)從動(dòng)鏈輪通過滾動(dòng)軸承固定在銷軸中間位置。所述金剛石鋸片的直徑為30mm-50mm，鋸片厚度為0.5mm-5 mm；所述從動(dòng)鏈輪采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，鏈輪分度圓直徑為20mm，齒頂圓直徑為22mm，齒根圓直徑17mm，厚度為5mm；所述滾動(dòng)軸承采用深溝球軸承內(nèi)圓直徑為6mm，外圓直徑為14mm；所述銷軸直徑為6mm，長度為24mm。