[發(fā)明專利]一種定向水力掏煤裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011230033.7
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN112412335A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉毅;劉發(fā)義;曹國華;姚盼盼;王晉峰;解志勝;張曉銘;呂軍鋒;韓金鑫;辛憲耀;張國亮;劉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B7/18;E21C45/00
• 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: 鄭晉周

本發(fā)明屬于煤礦井下作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種定向水力掏煤裝置及方法，其解決無法對采煤工作面或其他長距離有效、全方位精確性的掏煤作業(yè)的問題。本發(fā)明包括用于實(shí)現(xiàn)長距離精確鉆孔和掏煤的定向鉆機(jī)、普通高壓密封鉆桿、上無磁高壓密封鉆桿、高壓密封探管、下無磁高壓密封鉆桿、流量水刀和鉆頭；流量水刀的水刀頭和水刀尾可拆卸連接，低壓水進(jìn)入水刀尾，然后從水刀頭流出，最后再進(jìn)入鉆頭實(shí)現(xiàn)定向鉆孔作業(yè)；高壓水進(jìn)入流至水刀尾，然后從流量水刀的切割小孔噴出，從而實(shí)現(xiàn)定向水力掏煤作業(yè)；一種定向水力掏煤方法，步驟如下：S1，定向鉆孔作業(yè)；S2，定向水力掏煤作業(yè)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)長距離精確性鉆孔與掏煤作業(yè)，達(dá)到快速安全消突的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦井下作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種定向水力掏煤裝置及方法。

背景技術(shù)

瓦斯治理是煤礦安全生產(chǎn)的第一要?jiǎng)?wù)，瓦斯抽采是瓦斯治理和防治煤礦瓦斯災(zāi)害事故的根本措施。針對煤層中軟分層瓦斯抽采難突出危險(xiǎn)性大的問題，主要采用卸壓增透措施，增加煤體的透氣性系數(shù)，減小軟分層的瓦斯含量及壓力，提高瓦斯抽采效率，消除突出危險(xiǎn)性，近年來，從安全的角度來看，水力化增透措施成為卸壓增透發(fā)展的趨勢。

普通穿層和順層鉆孔水力掏煤措施已經(jīng)廣泛使用，對掩護(hù)巷道掘進(jìn)起到了巨大的作用，但在施工過程中存在很大局限性，只能近距離對掩護(hù)巷道進(jìn)行水力掏煤作業(yè)，無法對采煤工作面及下一采面掘進(jìn)順槽的軟分層進(jìn)行長距離有效、全方位精確性的掏煤，不能徹底解決采面的突出危險(xiǎn)，致使采面工作面回采過程中，進(jìn)行工作面防突檢測時(shí)經(jīng)常造成鉆屑量超標(biāo)甚至造成突出的危險(xiǎn)，影響回采安全高效推進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決無法對采煤工作面或其他長距離有效、全方位精確性的掏煤作業(yè)的問題，提供了一種定向水力掏煤裝置及方法。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種定向水力掏煤裝置包括用于實(shí)現(xiàn)長距離精確鉆孔以及掏煤的定向鉆機(jī)、普通高壓密封鉆桿、上無磁高壓密封鉆桿、高壓密封探管、下無磁高壓密封鉆桿、流量水刀和鉆頭；

所述定向鉆機(jī)的輸出端、普通高壓密封鉆桿、上無磁高壓密封鉆桿、高壓密封探管、下無磁高壓密封鉆桿、流量水刀和鉆頭依次首尾相連；

流量水刀包括設(shè)于前端的空心的水刀頭和設(shè)于尾端的空心的水刀尾，水刀頭和水刀尾可拆卸連接，流量水刀上沿其徑向設(shè)有貫穿其壁厚的切割小孔，水刀頭與鉆頭連接，低壓水進(jìn)入水刀尾，然后從水刀頭流出，最后再進(jìn)入鉆頭實(shí)現(xiàn)定向鉆孔作業(yè)；高壓水進(jìn)入流至水刀尾，然后從流量水刀的切割小孔噴出，從而實(shí)現(xiàn)定向水力掏煤作業(yè)。

進(jìn)一步的，所述流量水刀還包括用于實(shí)現(xiàn)定向鉆孔與定向水力掏煤切換的移動(dòng)堵塞構(gòu)件，移動(dòng)堵塞構(gòu)件包括切割小孔擋圈、柱塞、彈簧、彈簧座和套筒，彈簧座為空心柱狀結(jié)構(gòu)，彈簧座包括大頭端和小頭端，大頭端連接于流量水刀的水刀頭內(nèi)，彈簧的前端套設(shè)在小頭端并且與大頭端固定連接，彈簧的尾端與套筒的前端固定連接，套筒尾部的外壁套設(shè)有環(huán)形結(jié)構(gòu)的切割小孔擋圈；套筒內(nèi)固定有柱塞，柱塞的一部分位于彈簧內(nèi)，柱塞包括楔形的尾部、圓柱狀的頭部和同于連接尾部與頭部的錐形的連接部，套筒隨彈簧的伸縮帶動(dòng)切割小孔擋圈與柱塞隨之同步移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定向鉆孔與定向水力掏煤的切換。

進(jìn)一步的，所述流量水刀的彈簧座的大頭端設(shè)有外螺紋，水刀頭靠近前端的位置設(shè)有內(nèi)螺紋，外螺紋與內(nèi)螺紋螺紋連接。

進(jìn)一步的，所述流量水刀的彈簧座的大頭端與水刀頭通過彈簧座固定銷固定連接。

進(jìn)一步的，所述套筒的外部設(shè)有一圈凹槽，切割小孔擋圈固定連接于凹槽內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述流量水刀的水刀頭和水刀尾通過螺紋可拆卸連接。

進(jìn)一步的，所述流量水刀的水刀頭和水刀尾通過防脫扣固定銷固定連接。

一種定向水力掏煤方法，步驟如下：