本实用新型专利技术提供一种基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射装置，属于煤矿安全开采技术领域，包括定向喷射枪和连续油管，定向喷射枪位于水平长钻孔内，定向喷射枪包括喷嘴、定向器、旋转密封短接、扶正器、射孔管、滚珠轴承、偏心配重；多个喷嘴布置在射孔管上，定向器位于射孔管的一端，至少两个旋转密封短接位于射孔管的两端，多个扶正器位于射孔管的外壁，偏心配重位于定向器的内部，偏心配重连接多个滚珠轴承，连续油管的一端连接旋转密封短接，连续油管的另一端连接水泵；采用偏心配重和滚珠轴承连接方式，定向喷射枪重心始终偏于一边，布置多个喷嘴的射流方向，无论定向喷射枪如何转动，喷射方向始终不变，实现切顶角度可控、裂缝面精准贯穿。面精准贯穿。面精准贯穿。
【技术实现步骤摘要】
一种基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射装置
[0001]本技术涉及煤矿安全开采
，具体涉及一种基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射装置。
技术介绍
[0002]保护层开采的同时需要抽采被保护层卸压瓦斯，瓦斯治理巷是专门用于抽采被保护层卸压瓦斯的岩巷，上保护层开采时，瓦斯治理巷一般位于被保护层底板岩层内，此时可称为底板岩巷，下保护层开采时，瓦斯治理巷一般位于保护层与被保护层之间岩层内，此时可称为顶板岩巷。根据保护面积及抽采钻孔施工的需要，瓦斯治理巷垂直投影可内错或外错保护层工作面布置。
[0003]瓦斯治理巷及卸压瓦斯抽采钻孔必须在保护层工作面回采前施工完成，因此，保护层工作面回采必然引起上下及四周岩层的应力重新分布、顶底板岩层受拉受剪破坏，内错瓦斯治理巷破坏严重，使用一次后就封闭。外错瓦斯治理巷一般破坏相对较小，修复后可以二次使用，然而，进入深部开采以后，采动应力集中系数及绝对值均增加较大，应力集中范围扩大，特别当顶板存在有厚度较大且坚硬岩层时，容易在采空区侧产生较大长度悬顶和突然破断产生冲击载荷，瓦斯治理巷容易因承受过大冲击载荷而发生破坏，导致巷道围岩变形剧烈。
[0004]为了解决此类问题，常采用人工强制切顶，包括密集卸压钻孔、聚能爆破、水力压裂、二氧化碳压裂、脉冲致裂切割采空区三角悬板，达到切顶卸压效果。然而，以上方法存在的共性问题是均需要施工大量的穿层钻孔，密集卸压钻孔法有时需要施工两排钻孔，钻孔工程量更大，费时费力耗时，不符合高产高效矿井需求。另外，聚能爆破难以保证爆破裂缝方向，同时还存在钻孔、装药、联线等工艺复杂，机械化程度低，对巷道破坏严重等问题，特别是在高瓦斯矿井聚能爆破难以实施；水力压裂虽然操作工艺相对简单，但是裂缝扩展控制困难；二氧化碳压裂较水力压裂能量更小，造缝效果更差。因此，目前急需一种工艺简单、钻孔工程量小、机械化程度高、切顶层位灵活、切顶角度可控、裂缝面精准贯穿、安全可靠的切顶卸压装置。
技术实现思路
[0005]本技术要解决的技术问题是如何实现切顶角度可控、裂缝面精准贯穿。
[0006]本技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
[0007]一种基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射装置，包括：定向喷射枪和连续油管，所述定向喷射枪位于水平长钻孔内，所述定向喷射枪包括：喷嘴、定向器、旋转密封短接、扶正器、射孔管、滚珠轴承、偏心配重；多个所述喷嘴布置在所述射孔管上，所述定向器位于所述射孔管的一端，至少两个所述旋转密封短接位于所述射孔管的两端，多个所述扶正器位于所述射孔管的外壁，所述偏心配重位于所述定向器的内部，所述偏心配重连接多个所述滚珠轴承，所述连续油管的一端连接所述旋转密封短接，所述连续油管的另一端连接水泵。
[0008]本技术中定向喷射枪采用偏心配重和滚珠轴承连接的方式，使定向喷射枪的重心始终偏于一边，布置多个喷嘴的射流方向，在水平段分支中，无论定向喷射枪如何转动，喷射方向始终不变，实现水力喷射方位、倾角可控，能够实现切顶角度可控、裂缝面精准贯穿、基本顶掉落侧壁平整，此外，水力喷射扰动小，安全可靠，满足在高瓦斯矿井使用的要求，水力喷射可以在长钻孔内连续实施，杜绝钻孔间距过大或过小带来的一系列问题，确保基本顶连续完全掉落，机械化、自动化程度高，省时省力。
[0009]进一步地，所述定向喷射枪位于水平长钻孔的水平段分支内，所述连续油管的一端连接到远离水平段分支的末端的旋转密封短接。
[0010]进一步地，多个所述喷嘴布置在所述射孔管上，且间隔均匀。
[0011]进一步地，多个所述扶正器位于所述射孔管的外壁，且间隔均匀。
[0012]进一步地，所述偏心配重通过齿轮连接多个所述滚珠轴承。
[0013]进一步地，还包括套管，所述套管位于所述射孔管的外部。
[0014]进一步地，所述水平长钻孔包括水平分支段一和水平分支段二，所述定向喷射枪放置在所述水平分支段一和水平分支段二的末端。
[0015]进一步地，所述水平分支段一和水平分支段二的方向均与工作面推进方向平行。
[0016]与现有技术相比，本技术提供了一种基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射装置，具备以下有益效果：
[0017]1、本技术中定向喷射枪采用偏心配重和滚珠轴承连接的方式，使定向喷射枪的重心始终偏于一边，布置多个喷嘴的射流方向，在水平段分支中，无论定向喷射枪如何转动，喷射方向始终不变，实现水力喷射方位、倾角可控，能够实现切顶角度可控、裂缝面精准贯穿、基本顶掉落侧壁平整，此外，水力喷射扰动小，安全可靠，满足在高瓦斯矿井使用的要求，水力喷射可以在长钻孔内连续实施，杜绝钻孔间距过大或过小带来的一系列问题，确保基本顶连续完全掉落，机械化、自动化程度高，省时省力。
[0018]2、本技术中根据定向喷射枪的定向器的设计参数，控制定向喷射枪的喷嘴的方向，使得水力喷射孔形成的裂缝面与水平面成一定的角度α，将长度为A的定向喷射枪放置在L型水平孔的水平段分支的末端，基液携砂喷射，并在坚硬岩层中喷射形成切顶，拖动定向喷射枪向后移动长度为A，进行下一轮切顶，直到切顶形成断裂面，能够避免坚硬顶板形成三角悬板对采空区侧巷道的挤压，达到应力转移、切顶卸压效果。
[0019]3、本技术中采用1
‑
2个L型水平长钻孔代替密集的巷道穿层钻孔，大大减少钻孔工程量，大大提高钻孔有效利用率，水平长钻孔可以实现切顶层位精准控制，确保致裂面投影线在一条直线上。
附图说明
[0020]图1是本技术的基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射切顶卸压原理图；
[0021]图2是本技术的基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射装置中定向喷射枪的主视图；
[0022]图3是本技术的基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射装置中定向喷射枪的侧视图；
[0023]图中：10煤巷、20瓦斯治理岩巷、30采空区、41坚硬顶板一、42坚硬顶板二、51水平
段分支一、52水平段分支二、61断裂面一、62断裂面二、71切顶一、72切顶二、81水平面一、82水平面二、90定向喷射枪、91喷嘴、92定向器、93旋转密封短接、94套管、95扶正器、96射孔管、97滚珠轴承、98偏心配重。
具体实施方式
[0024]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]下面结合说明书附图以及具体的实施例对本技术的技术方案作进一步描述：
[0026]如图1所示，L型水平孔50包括：竖直段、水平段分支一51、水平段分支二52，采用地面钻井技术钻出L型水平孔50，水平段分支一51位于坚硬顶板一41中，水平段分支二52本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射装置，其特征在于，包括：定向喷射枪(90)和连续油管，所述定向喷射枪(90)位于水平长钻孔内，所述定向喷射枪(90)包括：喷嘴(91)、定向器(92)、旋转密封短接(93)、扶正器(95)、射孔管(96)、滚珠轴承(97)、偏心配重(98)；多个所述喷嘴(91)布置在所述射孔管(96)上，所述定向器(92)位于所述射孔管(96)的一端，至少两个所述旋转密封短接(93)位于所述射孔管(96)的两端，多个所述扶正器(95)位于所述射孔管(96)的外壁，所述偏心配重(98)位于所述定向器(92)的内部，所述偏心配重(98)连接多个所述滚珠轴承(97)，所述连续油管的一端连接所述旋转密封短接(93)，所述连续油管的另一端连接水泵。2.根据权利要求1所述的基于水平长钻孔切顶卸压的水力喷射装置，其特征在于，所述定向喷射枪(90)位于水平长钻孔的水平段分支内，所述连续油管的一端连接到远离水平段分支的末端的旋转密封短接(93)。3....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈本良，丰安祥，陶庆虎，孙茂桂，姜自亮，杨维，
申请(专利权)人：平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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