一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及煤矿开采领域，具体的说是一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置及其使用方法，该方法中使用的高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置包括壳体、钻头、调节机构、伸缩机构、角度保持机构和卡合机构；调节机构固定于壳体，通过调节机构调节伸缩机构和钻头之间的垂直距离，便于相邻的两个致裂钻孔之间的间距相同，有利于相邻的两个致裂钻孔利用水力压裂形成连续致裂面投影线，便于基本顶的切割；伸缩机构固定于调节机构，伸缩机构安装有角度保持机构，通过伸缩机构和角度保持机构便于使相邻的两个致裂钻孔的角度和深度相同，有利于相邻的两个致裂钻孔利用水力压裂形成连续致裂面投影线，便于基本顶的切割。

【技术实现步骤摘要】
一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置及其使用方法
本专利技术涉及煤矿开采领域，具体的说是一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置及其使用方法。
技术介绍
小煤柱沿空掘巷或沿空留巷是降低煤柱损失、解决大煤柱上方应力集中引起的巷道围岩大变形、冲击地压等地质灾害的重要途径。然而，当基本顶岩层厚度较大且坚硬时，巷道上方基本顶容易在采空区侧产生较大长度悬顶，使得小煤柱或充填体容易因承受过大的载荷而发生破坏，导致巷道围岩变形剧烈。降低采空区侧基本顶悬露过长的问题主要办法为人工强制切顶，即采用爆破、水力压裂等方法提前在基本顶特定位置形成预置裂缝，使基本顶在回采过后沿预置裂缝垮落，降低基本顶悬顶长度。由于成本低、施工过程无爆破风险等优点，水力压裂法在降载减冲、增强顶煤冒放性等方面得到大量应用。然而，在利用钻孔装置进行钻孔的时候，由于高抽巷的表面不平整，从而在钻孔的时候会导致钻头钻入煤体内部的位置不在同一直线上，并且在钻孔的时候由于抖动会使致裂钻孔的角度不同，从而使个致裂钻孔实施水力压裂后形成的致裂面投影线不在同一条直线上，从而导致基本顶在掉落的时候侧壁不平整；并且由于高抽巷的表面不平整，从而在利用钻孔装置进行钻孔的时候，会使相邻的两个致裂钻孔之间的间距不同，当间距过大时，使会使致裂钻孔无法形成的连续的致裂面投影线，无法使基本顶全部掉落；当间距过小时，需要的致裂钻孔的数量增多，费时费力。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供了一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置及其使用方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置及其使用方法，该方法步骤如下：S1：首先，在现有的工作面中掘进高抽巷；S2：在上一工作面煤体回采超前影响距离之外，从高抽巷内向上一工作面煤体中沿空巷道拟布置巷旁充填体或煤柱的外侧边缘上方的基本顶层位利用高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置打设致裂钻孔；S3：在致裂钻孔内合适位置实施水力压裂，形成致裂面投影线；S4：沿高抽巷长度方向，间隔一定距离利用高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置打设致裂钻孔，并实施水压致裂形成连续的致裂面投影线；其中S1、S2、S3和S4中的高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置包括壳体、钻头、调节机构、伸缩机构、角度保持机构和卡合机构，用于打设致裂钻孔的所述钻头转动连接于用于保护的所述壳体，用于打设致裂钻孔的所述钻头固定有用于控制相邻的两个致裂钻孔之间间距的所述调节机构，用于控制相邻的两个致裂钻孔之间间距的所述调节机构固定连接于用于收纳的所述伸缩机构，用于伸缩的所述伸缩机构安装有用于控制相邻的两个致裂钻孔的钻入角度相同的所述角度保持机构，用于控制相邻的两个致裂钻孔的钻入角度相同的所述角度保持机构转动连接有用于将所述角度保持机构收入所述伸缩机构的所述卡合机构，用于将所述角度保持机构收入所述伸缩机构的所述卡合机构卡合于用于伸缩的所述伸缩机构。具体的，所述调节机构包括底座、第一支撑杆、第二支撑杆、转盘、齿条、转动柱和齿轮，所述底座固定安装于所述壳体，所述底座转动连接于所述钻头，所述第一支撑杆固定连接于所述底座，所述第一支撑杆的侧壁抵触于所述壳体的外壁，所述第二支撑杆滑动连接于所述第一支撑杆，所述第二支撑杆的侧壁固定有所述齿条，所述齿条啮合于所述齿轮，所述齿轮通过所述转动柱转动连接于所述第一支撑杆，所述转动柱转动连接于所述第一支撑杆，且所述转动柱延伸至所述第一支撑杆外的一端固定有所述转盘，所述齿轮套接于所述转动柱。具体的，所述伸缩机构包括第一伸缩杆、第二伸缩杆、螺杆、固定块和限位块，所述第一伸缩杆固定连接于所述第二支撑杆的顶端，所述第一伸缩杆滑动连接有所述第二伸缩杆，所述螺杆与所述第二伸缩杆之间螺纹连接，所述螺杆背离所述第二伸缩杆的一端转动连接于所述第一伸缩杆，所述螺杆背离所述第二伸缩杆的一端固定有六边形的所述固定块，所述限位块固定于所述第二伸缩杆的外壁，所述限位块滑动连接于所述第一伸缩杆，且所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆的长度之和等于所述钻头的长度之和，所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆平行于所述钻头。具体的，所述角度保持机构包括压杆和弹簧，所述弹簧的一端固定于所述第二伸缩杆，所述弹簧的另一端固定连接于T形的所述压杆，所述压杆滑动连接于所述第二伸缩杆，所述压杆平行于所述钻头。具体的，所述卡合机构包括限位槽、卡块、固定板和转动块，所述转动块固定于所述压杆背离所述弹簧的一端，所述压杆通过T形的所述转动块转动连接于所述固定板，L形的所述卡块固定于所述固定板靠近所述第二伸缩杆的侧壁，所述卡块卡合于所述压杆背离所述弹簧的一端设有的所述限位槽。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术所述的一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置及其使用方法，调节机构固定于壳体，且调节机构转动连接有钻头，通过调节机构调节伸缩机构和钻头之间的垂直距离，便于相邻的两个致裂钻孔之间的间距相同，有利于相邻的两个致裂钻孔利用水力压裂形成连续致裂面投影线，便于基本顶的切割；即：在使用的时候，当第一个致裂钻孔钻好后，根据其钻孔在沿空巷道的长轴方向的排距由岩层参数和现场试验确定，然后根据计算和试验后的排距调节钻头和第一伸缩杆之间的垂直距离，转动转盘，转盘的直径较大便于使用者的捏握方便使用者转动，转盘带动转动柱转动，转动柱带动齿轮转动，由于齿轮啮合齿条从而齿轮带动齿条在第一支撑杆中滑动，齿条固定的第二支撑杆也在第一支撑杆中滑动，从而调节钻头和第一支撑杆之间的垂直间距，使两者之间的间距符合计算出来的排距，有利于相邻的两个致裂钻孔利用水力压裂形成连续致裂面投影线，便于基本顶的切割。(2)本专利技术所述的一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置及其使用方法，伸缩机构固定于调节机构，伸缩机构安装有角度保持机构，通过伸缩机构和角度保持机构便于使相邻的两个致裂钻孔的角度和深度相同，有利于相邻的两个致裂钻孔利用水力压裂形成连续致裂面投影线，便于基本顶的切割；即：在使用的时候，当第一个致裂钻孔钻后好，需要钻第二个致裂钻孔的时候，利用扳手卡住固定块，然后转动扳手使扳手带动固定块转动，使固定块带动螺杆转动，螺杆带动第二支撑杆在第一支撑杆中向背离固定块的方向移动，限位块对第二伸缩杆的移动进行限制，防止第二伸缩杆随着螺杆在第一伸缩杆中空转，直至固定块无法再转动为止，使第二伸缩杆背离第一伸缩杆的一端与钻头背离壳体的一端处于同一平面，将压杆插入钻好的第一个致裂钻孔，直至钻头抵住高抽巷内基本顶层位的侧壁，由于压杆平行于钻头，从而钻头的转入的倾斜角度于转好的第一个致裂钻孔的角度相同，有利于相邻的两个致裂钻孔利用水力压裂形成连续致裂面投影线，便于基本顶的切割；并且当压杆接触到第一个致裂钻孔转入的最深处的时候，压杆压缩弹簧进入第二伸缩杆中，当压杆全部进入第二伸缩杆中，钻头由于压杆抵住了煤体无法再移动，从而使钻头和转好的第一个致裂钻孔的深度相同，有利于相邻的两个致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置，其特征在于：包括壳体(1)、钻头(2)、调节机构(3)、伸缩机构(4)、角度保持机构(5)和卡合机构(6)，用于打设致裂钻孔的所述钻头(2)转动连接于用于保护的所述壳体(1)，用于打设致裂钻孔的所述钻头(2)固定有用于控制相邻的两个致裂钻孔之间间距的所述调节机构(3)，用于控制相邻的两个致裂钻孔之间间距的所述调节机构(3)固定连接于用于收纳的所述伸缩机构(4)，用于伸缩的所述伸缩机构(4)安装有用于控制相邻的两个致裂钻孔的钻入角度相同的所述角度保持机构(5)，用于控制相邻的两个致裂钻孔的钻入角度相同的所述角度保持机构(5)转动连接有用于将所述角度保持机构(5)收入所述伸缩机构(4)的所述卡合机构(6)，用于将所述角度保持机构(5)收入所述伸缩机构(4)的所述卡合机构(6)卡合于用于伸缩的所述伸缩机构(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置，其特征在于：包括壳体(1)、钻头(2)、调节机构(3)、伸缩机构(4)、角度保持机构(5)和卡合机构(6)，用于打设致裂钻孔的所述钻头(2)转动连接于用于保护的所述壳体(1)，用于打设致裂钻孔的所述钻头(2)固定有用于控制相邻的两个致裂钻孔之间间距的所述调节机构(3)，用于控制相邻的两个致裂钻孔之间间距的所述调节机构(3)固定连接于用于收纳的所述伸缩机构(4)，用于伸缩的所述伸缩机构(4)安装有用于控制相邻的两个致裂钻孔的钻入角度相同的所述角度保持机构(5)，用于控制相邻的两个致裂钻孔的钻入角度相同的所述角度保持机构(5)转动连接有用于将所述角度保持机构(5)收入所述伸缩机构(4)的所述卡合机构(6)，用于将所述角度保持机构(5)收入所述伸缩机构(4)的所述卡合机构(6)卡合于用于伸缩的所述伸缩机构(4)。


2.根据权利要求1所述的一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置，其特征在于：所述调节机构(3)包括底座(31)、第一支撑杆(32)、第二支撑杆(33)、转盘(34)、齿条(35)、转动柱(36)和齿轮(37)，所述底座(31)固定安装于所述壳体(1)，所述底座(31)转动连接于所述钻头(2)，所述第一支撑杆(32)固定连接于所述底座(31)，所述第一支撑杆(32)的侧壁抵触于所述壳体(1)的外壁，所述第二支撑杆(33)滑动连接于所述第一支撑杆(32)，所述第二支撑杆(33)的侧壁固定有所述齿条(35)，所述齿条(35)啮合于所述齿轮(37)，所述齿轮(37)通过所述转动柱(36)转动连接于所述第一支撑杆(32)，所述转动柱(36)转动连接于所述第一支撑杆(32)，且所述转动柱(36)延伸至所述第一支撑杆(32)外的一端固定有所述转盘(34)，所述齿轮(37)套接于所述转动柱(36)。


3.根据权利要求2所述的一种高抽巷内钻孔实现沿空巷道水压致裂切顶卸压的装置，其特征在于：所述伸缩机构(4)包括第一伸缩杆(41)、第二伸缩杆(42)、螺杆(43)、固定块(44)和限位块(45)，所述第一伸缩杆(41)固定连接于所述第二支撑杆(33)的顶端，所述第一伸缩杆(41)滑动连接有所述第二伸缩杆(42)，所述螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明磊，高林生，杨月，王悦平，
申请(专利权)人：防灾科技学院，华北科技学院，
类型：发明
国别省市：河北;13