一种钻孔深部纵向切缝装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于煤矿开采矿压防治技术领域，一种钻孔深部纵向切缝装置，其中钻头内置小型防爆电动机均设置在空心钻杆头段内部，其供电装置和钻头内置小型防爆电动机电连接，以对钻头内置小型防爆电动机供电，所述安装夹板安装在空心钻杆头部端面处，所述金刚石锯片通过传动轴安装在安装夹板中，且金刚石锯片的部分外刃突出安装夹板且金刚石锯片直径大于空心钻杆，所述电动机传动齿轮安装在钻头内置小型防爆电动机的动力端，电动机传动齿轮通过传动齿轮组带动二级传动轴和金刚石锯片转动切割；所述空心钻杆尾部还具有控制空心钻杆的操作组件，钻头内置小型防爆电动机可通过外部电缆或内置电池供电。本发明专利技术还提出一种孔深部纵向切缝方法。

【技术实现步骤摘要】
一种钻孔深部纵向切缝装置及方法
本专利技术属于煤矿开采矿压防治
，具体涉及煤矿井下钻孔深部顶板位置纵向切缝装置及方法。
技术介绍
煤矿开采过程伴随着覆岩的移动，岩层的移动往往受控于煤层上方坚硬顶板。工作面推进过后，坚硬顶板若不能及时垮落，就会在工作面后方或巷道两侧形成大面积悬臂，悬臂的存在往往会引起工作面与巷道的应力集中和围岩大变形，给支护带来很大的困难，往往采取多种支护手段均无法对围岩达到很好的控制效果，除此之外，对于高瓦斯矿井，悬臂长时间存在，会造成上隅角瓦斯积聚，对于煤与瓦斯突出矿井，悬臂造成的大面积应力集中给煤与瓦斯突出防治带来十分不利影响，与此同时，随着工作面的继续推进，悬臂顶板持续受压骤然垮落，即有可能造成工作面与巷道的围岩突然来压，可能引发冲击地压等动力灾害；因此，对坚硬顶板破断垮落进行有效人工干预，切断顶板悬臂，一直是矿压控制技术的重点攻关研究方向。目前常用的坚硬顶板处理技术有爆破切顶、机械锯切顶、常规水力压裂、横向切槽水力压裂、纵向切槽水力压裂等。爆破切顶作为一项沿空留巷卸压技术，能够起到切割顶板悬臂作用，然而施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻孔深部纵向切缝装置，其特征在于：包括空心钻杆、切缝装置钻头和操作组件，其中切缝装置钻头安装在空心钻杆头端，所述操作组件安装空心钻杆尾部段，操作组件用于控制空心钻杆移动进而控制切缝装置钻头给进位置和角度；所述切缝装置钻头包括供电装置、钻头内置小型防爆电动机、电动机传动齿轮、传动齿轮组、金刚石锯片和安装夹板，所述传动齿轮组包括一级传动轴、二级传动轴、一级锥齿轮一级圆柱齿轮和二级圆柱齿轮，电动机传动齿轮为动力输出端，一级传动轴、二级传动轴均设置在两个安装夹板之间，电动机传动齿轮为锥齿轮，一级锥齿轮安装在一级传动轴上，电动机传动齿轮和一级锥齿轮相互啮合；一级圆柱齿轮安装在一级传动轴上，同时一...

【技术特征摘要】
1.一种钻孔深部纵向切缝装置，其特征在于：包括空心钻杆、切缝装置钻头和操作组件，其中切缝装置钻头安装在空心钻杆头端，所述操作组件安装空心钻杆尾部段，操作组件用于控制空心钻杆移动进而控制切缝装置钻头给进位置和角度；所述切缝装置钻头包括供电装置、钻头内置小型防爆电动机、电动机传动齿轮、传动齿轮组、金刚石锯片和安装夹板，所述传动齿轮组包括一级传动轴、二级传动轴、一级锥齿轮一级圆柱齿轮和二级圆柱齿轮，电动机传动齿轮为动力输出端，一级传动轴、二级传动轴均设置在两个安装夹板之间，电动机传动齿轮为锥齿轮，一级锥齿轮安装在一级传动轴上，电动机传动齿轮和一级锥齿轮相互啮合；一级圆柱齿轮安装在一级传动轴上，同时一级圆柱齿轮和金刚石锯片均安装在二级传动轴上，一级圆柱齿轮和二级圆柱齿轮相互啮合，所述钻头内置小型防爆电动机均设置在空心钻杆头段内部，其供电装置和钻头内置小型防爆电动机电连接，以对钻头内置小型防爆电动机供电，所述安装夹板安装在空心钻杆头部端面处，所述金刚石锯片通过传动轴安装在安装夹板中，且金刚石锯片的部分外刃突出安装夹板且金刚石锯片直径大于空心钻杆，所述电动机传动齿轮安装在钻头内置小型防爆电动机的动力端，电动机传动齿轮通过传动齿轮组带动二级传动轴和金刚石锯片转动切割；所述空心钻杆尾部还具有控制空心钻杆的操作组件。


2.根据权利要求1所述的钻孔深部纵向切缝装置，其特征在于：所述空心钻杆的尾部具有高压水泵和高压注水管路，其中高压水泵的出水端通过高压注水管路与所述空心钻杆尾部密封连接，高压水泵用于对空心钻杆内部空腔供水，所述空心钻杆的头端具有切缝装置钻头射流喷嘴，该切缝装置钻头射流喷嘴与空心钻杆内部空腔连通，所述空心钻杆内部水流可通过切缝装置钻头射流喷嘴射出，以对切缝装置钻头进行水降温、以及在切缝过程中冲出岩屑。


3.根据权利要求2所述的钻孔深部纵向切缝装置，其特征在于：所述操作组件包括液压控制仰倾底盘和两组钻杆夹持器，其中两组钻杆夹持器均安装在液压控制仰倾底盘上，两组钻杆夹持器抱持在空心钻杆的尾段；
所述钻杆夹持器包括夹持器外套筒、夹持器内套筒、夹持器外套筒滚轴、内套筒旋转固定销和夹持器内套筒径向推杆，其中夹持器外套筒和夹持器内套筒套装，夹持器外套筒滚轴设置在夹持器内套筒和夹持器外套筒之间，使夹持器内套筒和夹持器外套筒可相对转动，所述夹持器内套筒径向推杆中部套装在空心钻杆的外侧，夹持器内套筒径向推杆的把手置于夹持器外套筒外部，所述内套筒旋转固定销可拆卸的插装在夹持器外套筒和夹持器内套筒上并使两者定位，所述液压控制仰倾底盘上开设滑道，两组所述钻杆夹持器可沿着液压控制仰倾底盘上部滑道轴向移动。


4.根据权利要求3所述的钻孔深部纵向切缝装置，其特征在于：所述头内置小型防爆电动机尾部设置钻头内置小型防爆电动机锂电池，所述钻头内置小型防爆电动机锂电池具有钻头内置小型防爆电动机开关，该钻头内置小型防爆电动机开关位于切缝装置钻头尾部并朝向空心钻杆内部空腔，在空心钻杆内部空腔内注水超过阈值后，钻头内置小型防爆电动机触发并实现金刚石锯片转动切割。


5.根据权利要求3所述的钻孔深部纵向切缝装置，其特征在于：所述空心钻杆尾部具有外部电源箱，所述外部电源箱通过电机电缆与所述钻头内置小型防爆电动机电连接；所述电机电缆的前段位于切缝装置钻头的内部，电机电缆主体置于空心钻杆外部。


6.根据权利要求1所述的钻孔深部纵向切缝装置，其特征在于：所述金刚石锯片为非圆形锯片。


7.一种钻孔深部纵向切缝方法，使用权利要求4所述的钻孔深部纵向切缝装置，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一，深部纵向切缝作业前，钻进系统在煤层顶板形成预定尺寸长钻孔，利用两个钻杆夹持器一通过单节钻杆夹持切缝装置钻头，其中夹持器内套筒径向推杆可推动方向与金刚石锯片径向一致，通过调节液压控制仰倾底盘，实现钻孔对中，移除钻杆夹持器一、钻杆夹持器二内套筒旋转固定销，将夹持器内套筒径向推杆连同夹持器内置套筒以及金刚石锯片旋转至预切槽方向，插入内套筒旋转固定销将内套筒固定，利用多根空心钻杆，通过钻杆夹持器一的开合以及钻杆夹持器二的开合与轴向推动，将切缝装置钻头推送至预定切缝的坚硬顶板位置，多根...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐成，仇海生，曹垚林，王宇鹍，孙娜，孙文静，张开加，郭怀广，
申请(专利权)人：煤科集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21