一种自动旋进式高压水破煤冲孔装置制造方法及图纸

一种自动旋进式高压水破煤冲孔装置，采用偏心式枪头，可增大冲孔孔径，解决流量小、压力小、枪头口径小的设备冲孔孔径小的问题。枪头前端设有截齿，可在旋转时破碎坚硬煤矸石，起到扩孔、增大冲孔深度的作用。旋进螺旋空心管的螺旋面可为冲击破碎的煤泥水提供排出通道，增大煤泥水排量，提高冲孔效率。螺旋面缩小了水体与钻孔壁的距离，利于具有残余压力的水破碎钻孔壁，从而达到扩孔的目的。旋进螺旋空心管与旋进扣、平稳轨道、四轮机车、液压马达的大螺旋式前进后退方式，实现了冲孔智能化，增大了单一部件的作用单元，便于井下拆卸运输。采用视频监控配合远程控制，真正意义上实现了工作面无人操作，实现了安全生产。

【技术实现步骤摘要】

：本技术涉及一种自动旋进式高压水破煤冲孔装置，具体的说是一种通过高压水力冲孔改变围岩应力状态，实现裂隙发育，达到增透效果的装置。
技术介绍
：目前水力冲孔这项技术已经成为煤矿防突的重要手段。特别是在高瓦斯矿井的开采中，采用水利冲孔增透技术，可增大瓦斯抽采半径、提高瓦斯抽采量，大大降低煤与瓦斯突出危险性。然而，现有设备一般具有流量大、压力大、枪头口径大、设备笨重、成孔率低、操作危险等特点；一些流量小、压力小、枪头口径小的设备又存在打孔深度浅、排煤泥水困难、冲孔孔径小、软煤层冲孔阻挡煤垫多、工作效率低、操作危险等特点。因此，急需设计一种节省资源、方便安装及井下运输、成孔率高、冲孔孔径适中、冲孔速度快、煤泥排放快、工作效率高的装置。
技术实现思路
：本技术在克服技术背景的问题情况下，设计出一套流量小、压力小、枪头口径小、冲孔孔径适中、成孔率高、煤泥排放快、冲孔效率高、设备便于井下拆装运输的水射流破煤冲孔增透装置。本技术包括如下技术方案：一种自动旋进式高压水破煤冲孔装置，由整体固定装置、旋进装置、轴向固旋转换装置、供水装置和视频监控装置五部分组成；其中整体固定装置由固定支架、四节镶嵌平稳轨道及其固定部件组成；旋进装置由四轮机车、液压马达、液压泵站、旋进螺旋空心管、传动齿轮、旋进扣、枪头构成；轴向固旋转换装置由旋转供水管、回转套、固定供水管组成。供水装置由高压胶管、柱塞水泵、压力表、流量计、水箱组成。视频监控装置由两个防爆防水摄像头、防爆视频转换器、防爆显示电脑组成。所述整体固定装置四条轨道采用嵌入式连接，并在两侧采用螺栓进行加固，轨道两侧装有三叉型固定部件，三叉型固定部件可进行升降调平，且其三叉方向按旋转90°为单位进行交替安装。轨道前端与旋进扣固定支架相连接。所述旋进装置液压马达固定在四轮机车上，四轮机车在轨道上前后行驶，液压马达与液压泵站通过两条高压油管连接，液压泵站安设在200m外躲避洞室内，液压马达输出端通过齿轮组合，将旋转动力传到旋进螺旋空心管，螺旋管的螺旋线与旋进扣的螺旋线咬合，通过旋转带动四轮机车、可调换枪头前进和后退。所述轴向回转装置旋转供水管与旋进螺旋空心管连接，实现传递旋转和供水，固定供水管固定在四轮机车上，固定供水管与旋转供水管通过回转套实现连通，实现水流传递和旋转切断。所述供水装置高压胶管一段与固定供水管连接，另一端与柱塞水泵连接，中间串接流量计、压力表，柱塞水泵与水箱连接。所述视频监控装置的防爆防水摄像头为两个，一个安装在旋进扣上侧10cm处的旋进扣固定支架上，监测冲孔情况。另一个安装在四轮机车的后上部，监测整个装置和煤壁情况。两个摄像头与防爆视频转换器相连接，防爆视频转换器与200m外躲避洞石内防爆显示电脑连接。枪头为偏心式枪头，枪头入口轴线与枪嘴轴线夹角为2°～3°；枪头前端设有截齿，截齿环绕枪身均匀布置，枪头前段设有1cm整流嘴，枪头环绕枪身均匀设有3个孔洞，用于插入操作杆旋转拆卸或紧固。三叉型固定部件内部两侧为齿轮咬合支撑杆，中间为两个咬合齿轮，可实现调节升降；安装在轨道外侧，可进行整体轨道调平；两侧装有可伸缩的支撑架，进行固定时与地面形成三角形增加稳固性能，且三叉在同一平面内，安装时可在相邻安装点每旋转90°进行安装，增加整体稳固性。旋进螺旋空心管较高螺旋面可在冲孔时，为排水、排煤提供通道，可清除冲孔煤垫，并起到扩孔作用。采用上述技术方案的本技术与现有技术相比，采用偏心式枪头，可增大冲孔孔径，解决流量小、压力小、枪头口径小的设备冲孔孔径小的问题。枪头前端设有截齿，可在旋转时破碎坚硬煤矸石，起到扩孔、增大排煤泥量的作用。旋进螺旋空心管的螺旋面可为冲击破碎的煤泥水提供排出通道，增大煤泥水排量，减少冲孔时软煤煤垫的产生，提高冲孔效率。螺旋面缩小了水体与钻孔壁的距离，利于具有残余压力的水破碎钻孔壁，从而达到扩孔的目的。旋进螺旋空心管与旋进扣、平稳轨道、四轮机车、液压马达的大螺旋式前进后退方式，实现了冲孔智能化，增大了单一部件的作用单元，压缩了装置空间，便于井下拆卸运输。采用视频监控配合远程控制，真正意义上实现了工作面无人操作，实现了安全生产。附图说明：图1是本技术的主视图。图2是本技术的偏心枪头示意图。图3是本技术的偏心枪头A-A向示意图。图4是本技术三叉型固定部件示意图图一。图5是本技术三叉型固定部件示意图图二。图6是本技术三叉型固定部件示意图图三。图7是本技术三叉型固定部件示意图图四。图8是本技术的旋进螺旋空心管示意图。图9是本技术旋进扣及支架示意图。具体实施方式：下面结合附图及实施例详述本技术：一种自动旋进式高压水破煤冲孔装置，参见附图1-9，由偏心枪头1、前置防爆防水摄像头2、后置防爆防水摄像头3、数据传输线4、防爆视频转换器5、防爆显示电脑6、水箱7、高压水管8、液压泵站9、高压油管10、四轮机车11、三叉型固定部件12、旋进扣固定支架13、旋进扣14、旋进螺旋空心管15、液压马达16、传动齿轮17、旋转供水管18、回转套19、固定供水管20、流量计21、压力表22、轨道23、柱塞水泵24组成。自动旋进式高压水破煤冲孔装置冲孔破煤：步骤一，选择煤壁冲孔位置，旋进扣固定支架13摆放在煤壁前方，将轨道23与旋进扣固定支架13对接固定，安装四节轨道23，将三叉型固定部件12安装好，并确保其稳固，调节三叉型固定部件12，使整个轨道23处于水平状态，将旋进螺旋空心管15全部连接并将前、后段旋入旋进扣14，后端固定在旋转供水管18上，首次安装需调节传动齿轮17之间的距离，使其完美咬合。旋转供水管18与固定供水管20通过回转套19进行连接，并将固定供水管20固定在四轮机车11上，此时四轮机车11放在轨道23上，用高压油管10将液压泵站9与液压马达16相连接。固定供水管20与柱塞水泵24之间用高压水管连通，在距离水箱7较近的位置安装流量计21。柱塞水泵24与水箱7采用高压水管8连通。将可调换前置防爆防水摄像头2安装在旋进扣固定支架13上，后置防爆防水摄像头3安装在四轮机车11上，并将数据传输线4连接到防爆视频转换器5，防爆视频转换器5与防爆显示电脑6用数据传输线4连接。步骤二，200m外躲避洞室调试液压泵站9、防爆显示电脑6、柱塞水泵24；步骤三，初选供水压力20MPa进行供水，枪头扣径为6mm小型偏心式枪头，打开柱塞水泵24，观察前置防爆防水摄像头2所传输图像中冲孔情况，观察后置防爆防水摄像头3所传输数据中整个装置稳定情况、压力表22所显示压力P并记录以及煤壁稳定情况。并记录流量计示数Q。步骤四，将供水压力提高到30MPa，开动液压泵站，使枪头缓慢向前旋进，观察冲孔情况、排煤泥水情况，记录压力表22所显示压力P，并记录流量计示数Q。当枪头1进入孔洞一段距离时，关闭液压泵站9，使具有残余压力的煤泥水进行扩孔，当排水量加大时，继续开动液压泵站9，使枪头1继续向前旋进。直至冲孔距离达到预期距离，关闭柱塞水泵24。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动旋进式高压水破煤冲孔装置，其特征在于：由整体固定装置、旋进装置、轴向固旋转换装置、供水装置和视频监控装置五部分组成；整体固定装置由固定支架、四节镶嵌平稳轨道及其固定部件组成；旋进装置由四轮机车、液压马达、液压泵站、旋进螺旋空心管、传动齿轮、旋进扣、枪头构成；轴向固旋转换装置由旋转供水管、回转套、固定供水管组成；供水装置由高压胶管、柱塞水泵、压力表、流量计、水箱组成；视频监控装置由两个防爆防水摄像头、防爆视频转换器、防爆显示电脑组成；所述整体固定装置四节轨道采用嵌入式连接，并在两侧采用螺栓进行加固，轨道两侧装有三叉型固定部件，三叉型固定部件可进行升降调平，且其三叉方向按旋转90°为单位进行交替安装；轨道前端与旋进扣固定支架相连接；所述旋进装置液压马达固定在四轮机车上，四轮机车在轨道上前后行驶，液压马达与液压泵站通过两条高压油管连接，液压泵站安设在200m外躲避洞室内，液压马达输出端通过齿轮组合，将旋转动力传到旋进螺旋空心管，螺旋空心管的螺旋线与旋进扣的螺旋线咬合，通过旋转带动四轮机车、可调换枪头前进和后退；所述旋转供水管与旋进螺旋空心管连接，实现传递旋转和供水，固定供水管固定在四轮机车上，固定供水管与旋转供水管通过回转套实现连通，实现水流传递和旋转切断；所述供水装置的高压胶管一端与固定供水管连接，另一端与柱塞水泵连接，中间串接流量计、压力表，柱塞水泵与水箱连接；所述视频监控装置的防爆防水摄像头为两个，一个安装在旋进扣上侧10cm处的旋进扣固定支架上，监测冲孔情况；另一个安装在四轮机车的后上部，监测整个装置和煤壁情况；两个摄像头与防爆视频转换器相连接，防爆视频转换器与200m外躲避洞石内防爆显示电脑连接；三叉型固定部件内部两侧为齿轮咬合支撑杆，中间为两个咬合齿轮，可实现调节升降；安装在轨道外侧，可进行整体轨道调平；两侧装有可伸缩的支撑架，进行固定时与地面形成三角形增加稳固性能，且三叉在同一平面内，安装时可在相邻安装点每旋转90°进行安装，增加整体稳固性。...

【技术特征摘要】
1.一种自动旋进式高压水破煤冲孔装置，其特征在于：由整体固定装置、旋进装置、轴向固旋转换装置、供水装置和视频监控装置五部分组成；整体固定装置由固定支架、四节镶嵌平稳轨道及其固定部件组成；旋进装置由四轮机车、液压马达、液压泵站、旋进螺旋空心管、传动齿轮、旋进扣、枪头构成；轴向固旋转换装置由旋转供水管、回转套、固定供水管组成；供水装置由高压胶管、柱塞水泵、压力表、流量计、水箱组成；视频监控装置由两个防爆防水摄像头、防爆视频转换器、防爆显示电脑组成；所述整体固定装置四节轨道采用嵌入式连接，并在两侧采用螺栓进行加固，轨道两侧装有三叉型固定部件，三叉型固定部件可进行升降调平，且其三叉方向按旋转90°为单位进行交替安装；轨道前端与旋进扣固定支架相连接；所述旋进装置液压马达固定在四轮机车上，四轮机车在轨道上前后行驶，液压马达与液压泵站通过两条高压油管连接，液压泵站安设在200m外躲避洞室内，液压马达输出端通过齿轮组合，将旋转动力传到旋进螺旋空心管，螺旋空心管的螺旋线与旋进扣的螺旋线咬合，通过旋转带动四轮机车、可调换枪头前进和后退；所述旋转供水管与旋进螺旋空心管连接，实现传...

【专利技术属性】
技术研发人员：石彬铎，张嘉勇，崔啸，许慎，郭立稳，李准，马宁，张妙音，闫亚华，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：新型
国别省市：河北;13