CN110671108A - 一种可定向液压式破岩装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可定向液压式破岩装置及方法，破岩装置包括超高压泵站、超高压进液管、超高压回液管、压裂千斤顶组件、千斤顶推杆、仪表盘、仪表盘连接管和滤油组件，所述超高压泵站的外部一侧连接安装有超高压进液管和超高压回液管；本发明，可解决煤矿生产需要采用爆破的方式处理高地应力大变形巷道、冲击地压、瓦斯抽采的难题以及地面采石场、削切山体采用爆破的方式进行处理，存在装药量较难控制，瞎炮难以避免的难题；液压式破岩装置通过多孔成排同时压裂可实现岩体定向破裂；锥形头可实现压裂管顺利进入钻孔；也能够将液压油进行二次过滤，从而将杂质去除，滤网更换方便，能够使得液压传动更加安全。
Description
技术领域
本发明具体为一种可定向液压式破岩装置及方法,属于煤矿生产和地面破岩技术领域。
背景技术
近年来，随着煤矿开采深度和强度的大幅度提高，出现了大量的高地应力大变形巷道、冲击地压巷道。二是我国煤矿开采中有大约1/3的坚硬煤层顶板，开采过程中底板不能及时垮落，当大面积垮落时，容易产生冲击地压，形成飓风，造成设备损坏和人员伤亡事故；三是回采工作面上下隅角悬顶面积大，造成瓦斯集聚，存在重大安全隐患；四是高瓦斯低渗透煤层，需要人为对煤层内部制造裂隙，从而增加煤层透气性，增加瓦斯抽出率；以上问题包括地面采石场、削切山体采用爆破的方式进行处理，存在装药量较难控制，瞎炮难以避免的问题，存在较大安全隐患；同时，液压油在长时间使用时，杂质过多的话，会影响液压传动的效果，因此，设计一种可定向液压式破岩装置及方法是很有必要的。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种可定向液压式破岩装置及方法，能够有效解决煤矿生产需要采用爆破的方式处理高地应力大变形巷道、冲击地压、瓦斯抽采的难题以及地面采石场、削切山体采用爆破的方式进行处理，存在装药量较难控制，瞎炮难以避免的难题，降低了安全隐患，使得煤矿生产更加安全。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种可定向液压式破岩装置，包括超高压泵站、超高压进液管、超高压回液管、压裂千斤顶组件、千斤顶推杆、仪表盘、仪表盘连接管和滤油组件，所述超高压泵站的外部一侧连接安装有超高压进液管和超高压回液管，所述超高压进液管和超高压回液管的另一端设置有压裂千斤顶组件，所述超高压泵站通过超高压进液管和超高压回液管与压裂千斤顶组件连接，所述压裂千斤顶组件的一侧连接安装有千斤顶推杆，所述压裂千斤顶组件的外侧设置有仪表盘，所述超高压泵站的外部另一侧设置有滤油组件；
所述滤油组件包括抽油管、第一油泵、滤油箱、滤油腔、第一限位板、第二限位板、滤油端盖、握把、第一滤油筒、第一过滤网、第二滤油筒、第二过滤网、排油管、第二油泵和支撑腿，所述滤油箱位于超高压泵站的外部另一侧，所述滤油箱的顶部中央设置有滤油端盖，且滤油端盖的顶部中央焊接安装有握把，所述滤油箱的内部开设有滤油腔，所述滤油腔的内壁顶部通过螺钉安装有第一限位板，且滤油端盖的底部穿过滤油箱与第一限位板的顶部贴合连接，所述滤油端盖的底部中央固定安装有第一滤油筒，且第一滤油筒的内侧底部填充有第一过滤网，所述滤油腔的内壁位于第一限位板的底部固定安装有第二限位板，且第二限位板的一侧顶部与第一滤油筒的底部端面贴合连接，所述第一滤油筒的底部中央连接安装有第二滤油筒，且第二滤油筒的内侧底部填充有第二过滤网，所述滤油端盖的顶部一侧设置有抽油管，且抽油管的一侧连接安装有第一油泵，所述抽油管的一端与超高压泵站内的液压油箱连接，所述抽油管的另一端穿过滤油端盖位于第一滤油筒的内部，所述滤油箱的底部一侧设置有排油管，且排油管的一侧连接安装有第二油泵，所述排油管的一端与超高压泵站内的液压油箱连接，所述排油管的另一端穿过滤油箱与滤油腔的内部连通。
一种可定向液压式破岩的方法，包括以下步骤：
步骤S1：施工压裂钻孔，将超高压进液管和超高压回液管的一端与超高压泵站进行连接，再将超高压进液管和超高压回液管的一端与压裂千斤顶组件连接，使得超高压进液管和超高压回液管分别与液压缸连管的进液端以及出液端连接，连接完成后，将仪表盘连接管的一端与超高压进液管进行连接，并将仪表盘连接管的另一端与仪表盘内的数显压力表连接；
步骤S2：油路管道以及压力管道连接完成后，使用千斤顶推杆与压裂千斤顶组件连接，千斤顶推杆一端的内螺纹套与螺栓端头螺纹连接，再将多个千斤顶推杆的首尾通过内螺纹套与外螺纹管进行拼接，从而将压裂千斤顶组件放置在钻孔内；
步骤S3：启动超高压泵站，使得液压油能够通过超高压进液管和超高压回液管与压裂千斤顶组件形成油路回路，使得液压油缸产生推力，从而能够将锥形头从液压油缸内部伸出，锥形头与岩体接触，从而能够实现岩体分裂；
步骤S4：在进行岩体分裂时，超高压进液管内部的液压油能够形成一定的压力，由于仪表盘连接管的一端与超高压进液管进行连接，从而能够通过观察仪表盘内的数显压力表和压力连续记录器，从而能够验证压裂效果；
步骤S5：岩体分裂完成后，滤油组件工作，通过第一油泵和抽油管将超高压泵站内部液压油箱内的液压油进行抽取，并进行二次过滤，将液压油中的杂质颗粒过滤掉，并将二次过滤后的液压油再通过排油管和第二油泵输送到超高压泵站内部液压油箱内，便于后续循环使用。
作为本发明进一步的方案：所述压裂千斤顶组件包括锥形头、液压油缸、液压缸连管和螺栓端头，所述液压油缸位于钻孔的内部，所述液压油缸的一侧设置有液压缸连管，且超高压进液管和超高压回液管分别与液压缸连管的进液端以及出液端连接，所述液压油缸的顶部设置有锥形头，所述液压油缸的底部一端连接安装有螺栓端头。
作为本发明进一步的方案：所述千斤顶推杆的一端设置有外螺纹管，且千斤顶推杆的另一端设置有内螺纹套，且内螺纹套与外螺纹管以及螺栓端头通过螺纹连接。
作为本发明进一步的方案：所述仪表盘包括数显压力表和压力连续记录器，所述仪表盘的一侧连接安装有仪表盘连接管，且仪表盘连接管与超高压进液管连接。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中，压裂钻孔采用多孔成排的钻孔方式。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明，可解决煤矿生产需要采用爆破的方式处理高地应力大变形巷道、冲击地压、瓦斯抽采的难题以及地面采石场、削切山体采用爆破的方式进行处理，存在装药量较难控制，瞎炮难以避免的难题；液压式破岩装置通过多孔成排同时压裂可实现岩体定向破裂；锥形头可实现压裂管顺利进入钻孔；也能够将液压油进行除杂，通过将液压油抽取到滤油箱的内部后，通过第一过滤网和第二过滤网，从而对从而对液压油进行二次过滤，从而将杂质去除，能够使得液压传动更加安全；而且，过滤使用到的滤网在更换时，方便快捷，提高了使用的方便性。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的整体主视图。
图2为本发明的压裂千斤顶组件的主视图。
图3为本发明的压裂千斤顶组件的侧视图。
图4为本发明的千斤顶推杆的结构示意图。
图5为本发明的滤油组件的剖视图。
图中：1为超高压泵站；2为超高压进液管；3为超高压回液管；4为压裂千斤顶组件；5为千斤顶推杆；6为仪表盘；7为仪表盘连接管；8为滤油组件；41为锥形头；42为液压油缸；43为液压缸连管；44为螺栓端头；81为抽油管；82为第一油泵；83为滤油箱；84为滤油腔；85为第一限位板；86为第二限位板；87为滤油端盖；88为握把；89为第一滤油筒；810为第一过滤网；811为第二滤油筒；812为第二过滤网；813为排油管；814为第二油泵；815为支撑腿。
具体实施方式
如图1-5所示，一种可定向液压式破岩装置，包括超高压泵站1、超高压进液管2、超高压回液管3、压裂千斤顶组件4、千斤顶推杆5、仪表盘6、仪表盘连接管7和滤油组件8，超高压泵站1的外部一侧连接安装有超高压进液管2和超高压回液管3，超高压进液管2和超高压回液管3的另一端设置有压裂千斤顶组件4，压裂千斤顶组件4包括锥形头41、液压油缸42、液压缸连管43和螺栓端头44，液压油缸42位于钻孔的内部，液压油缸42的一侧设置有液压缸连管43，且超高压进液管2和超高压回液管3分别与液压缸连管43的进液端以及出液端连接，液压油缸42的顶部设置有锥形头41，液压油缸42的底部一端连接安装有螺栓端头44，便于提供压裂动力；超高压泵站1通过超高压进液管2和超高压回液管3与压裂千斤顶组件4连接，压裂千斤顶组件4的一侧连接安装有千斤顶推杆5，千斤顶推杆5的一端设置有外螺纹管，且千斤顶推杆5的另一端设置有内螺纹套，且内螺纹套与外螺纹管以及螺栓端头44通过螺纹连接，便于将多个千斤顶推杆5进行连接；压裂千斤顶组件4的外侧设置有仪表盘6，仪表盘6包括数显压力表和压力连续记录器，仪表盘6的一侧连接安装有仪表盘连接管7，且仪表盘连接管7与超高压进液管2连接，便于读取压力；超高压泵站1的外部另一侧设置有滤油组件8；滤油组件8包括抽油管81、第一油泵82、滤油箱83、滤油腔84、第一限位板85、第二限位板86、滤油端盖87、握把88、第一滤油筒89、第一过滤网810、第二滤油筒811、第二过滤网812、排油管813、第二油泵814和支撑腿815，滤油箱83位于超高压泵站1的外部另一侧，滤油箱83的顶部中央设置有滤油端盖87，且滤油端盖87的顶部中央焊接安装有握把88，滤油箱83的内部开设有滤油腔84，滤油腔84的内壁顶部通过螺钉安装有第一限位板85，且滤油端盖87的底部穿过滤油箱83与第一限位板85的顶部贴合连接，滤油端盖87的底部中央固定安装有第一滤油筒89，且第一滤油筒89的内侧底部填充有第一过滤网810，滤油腔84的内壁位于第一限位板85的底部固定安装有第二限位板86，且第二限位板86的一侧顶部与第一滤油筒89的底部端面贴合连接，第一滤油筒89的底部中央连接安装有第二滤油筒811，且第二滤油筒811的内侧底部填充有第二过滤网812，滤油端盖87的顶部一侧设置有抽油管81，且抽油管81的一侧连接安装有第一油泵82，抽油管81的一端与超高压泵站1内的液压油箱连接，抽油管81的另一端穿过滤油端盖87位于第一滤油筒89的内部，滤油箱83的底部一侧设置有排油管813，且排油管813的一侧连接安装有第二油泵814，排油管813的一端与超高压泵站1内的液压油箱连接，排油管813的另一端穿过滤油箱83与滤油腔84的内部连通。
一种可定向液压式破岩的方法，包括以下步骤：
步骤S1：施工压裂钻孔，压裂钻孔采用多孔成排的钻孔方式，通过将多个压裂千斤顶组件4放置在钻孔内，能够实现岩体定向破裂；将超高压进液管2和超高压回液管3的一端与超高压泵站1进行连接，再将超高压进液管2和超高压回液管3的一端与压裂千斤顶组件4连接，使得超高压进液管2和超高压回液管3分别与液压缸连管43的进液端以及出液端连接，连接完成后，将仪表盘连接管7的一端与超高压进液管2进行连接，并将仪表盘连接管7的另一端与仪表盘6内的数显压力表连接；
步骤S2：油路管道以及压力管道连接完成后，使用千斤顶推杆5与压裂千斤顶组件4连接，千斤顶推杆5一端的内螺纹套与螺栓端头44螺纹连接，再将多个千斤顶推杆5的首尾通过内螺纹套与外螺纹管进行拼接，从而将压裂千斤顶组件4放置在钻孔内；
步骤S3：启动超高压泵站1，使得液压油能够通过超高压进液管2和超高压回液管3与压裂千斤顶组件4形成油路回路，使得液压油缸42产生推力，从而能够将锥形头41从液压油缸42内部伸出，锥形头41与岩体接触，从而能够实现岩体分裂；
步骤S4：在进行岩体分裂时，超高压进液管2内部的液压油能够形成一定的压力，由于仪表盘连接管7的一端与超高压进液管2进行连接，从而能够通过观察仪表盘6内的数显压力表和压力连续记录器，从而能够验证压裂效果；
步骤S5：岩体分裂完成后，滤油组件8工作，通过第一油泵82和抽油管81将超高压泵站1内部液压油箱内的液压油进行抽取，并进行二次过滤，将液压油中的杂质颗粒过滤掉，并将二次过滤后的液压油再通过排油管813和第二油泵814输送到超高压泵站1内部液压油箱内，便于后续循环使用。
本发明的工作原理：使用时，施工压裂钻孔，使用千斤顶推杆5与压裂千斤顶组件4连接，千斤顶推杆5一端的内螺纹套与螺栓端头44螺纹连接，再将多个千斤顶推杆5的首尾通过内螺纹套与外螺纹管进行拼接，从而将压裂千斤顶组件4放置在钻孔内；启动超高压泵站1，使得液压油能够通过超高压进液管2和超高压回液管3与压裂千斤顶组件4形成油路回路，使得液压油缸42产生推力，从而能够将锥形头41从液压油缸42内部伸出，锥形头41与岩体接触，从而能够实现岩体分裂；由于仪表盘连接管7与超高压进液管2连接，能够观察仪表盘6内的数显压力表和压力连续记录器，从而能够验证压裂效果；岩体分裂完成后，滤油组件8工作，支撑腿815为滤油箱83提供支撑效果，更换新的滤网，通过握把88将滤油端盖87从滤油箱83的滤油腔84内抽出，将第一过滤网810和第二过滤网812进行更换后，将滤油端盖87复位，使得第一限位板85能够支撑第一滤油筒89，以及第二限位板86能够支撑第二滤油筒811，从而将滤油端盖87支撑，通过第一油泵82和抽油管81将超高压泵站1内部液压油箱内的液压油进行抽取，抽取后的液压油经滤油端盖87落入到第一滤油筒89内，通过第一过滤网810进行过滤，过滤后的液压油落入第二滤油筒811内，经过第二滤油筒811进行过滤，经过二次过滤的液压油中的杂质颗粒能够有效过滤掉，过滤后的液压油落入滤油腔84的底部，第二油泵814工作，通过排油管813将二次过滤后的液压油抽取，从而输送到超高压泵站1内部液压油箱内，便于后续循环使用，而使用后的第一过滤网810和第二滤油筒811能够拆卸更换。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种可定向液压式破岩装置，其特征在于，包括超高压泵站（1）、超高压进液管（2）、超高压回液管（3）、压裂千斤顶组件（4）、千斤顶推杆（5）、仪表盘（6）、仪表盘连接管（7）和滤油组件（8），所述超高压泵站（1）的外部一侧连接安装有超高压进液管（2）和超高压回液管（3），所述超高压进液管（2）和超高压回液管（3）的另一端设置有压裂千斤顶组件（4），所述超高压泵站（1）通过超高压进液管（2）和超高压回液管（3）与压裂千斤顶组件（4）连接，所述压裂千斤顶组件（4）的一侧连接安装有千斤顶推杆（5），所述压裂千斤顶组件（4）的外侧设置有仪表盘（6），所述超高压泵站（1）的外部另一侧设置有滤油组件（8）；
所述滤油组件（8）包括抽油管（81）、第一油泵（82）、滤油箱（83）、滤油腔（84）、第一限位板（85）、第二限位板（86）、滤油端盖（87）、握把（88）、第一滤油筒（89）、第一过滤网（810）、第二滤油筒（811）、第二过滤网（812）、排油管（813）、第二油泵（814）和支撑腿（815），所述滤油箱（83）位于超高压泵站（1）的外部另一侧，所述滤油箱（83）的顶部中央设置有滤油端盖（87），且滤油端盖（87）的顶部中央焊接安装有握把（88），所述滤油箱（83）的内部开设有滤油腔（84），所述滤油腔（84）的内壁顶部通过螺钉安装有第一限位板（85），且滤油端盖（87）的底部穿过滤油箱（83）与第一限位板（85）的顶部贴合连接，所述滤油端盖（87）的底部中央固定安装有第一滤油筒（89），且第一滤油筒（89）的内侧底部填充有第一过滤网（810），所述滤油腔（84）的内壁位于第一限位板（85）的底部固定安装有第二限位板（86），且第二限位板（86）的一侧顶部与第一滤油筒（89）的底部端面贴合连接，所述第一滤油筒（89）的底部中央连接安装有第二滤油筒（811），且第二滤油筒（811）的内侧底部填充有第二过滤网（812），所述滤油端盖（87）的顶部一侧设置有抽油管（81），且抽油管（81）的一侧连接安装有第一油泵（82），所述抽油管（81）的一端与超高压泵站（1）内的液压油箱连接，所述抽油管（81）的另一端穿过滤油端盖（87）位于第一滤油筒（89）的内部，所述滤油箱（83）的底部一侧设置有排油管（813），且排油管（813）的一侧连接安装有第二油泵（814），所述排油管（813）的一端与超高压泵站（1）内的液压油箱连接，所述排油管（813）的另一端穿过滤油箱（83）与滤油腔（84）的内部连通。
2.一种可定向液压式破岩的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：施工压裂钻孔，将超高压进液管（2）和超高压回液管（3）的一端与超高压泵站（1）进行连接，再将超高压进液管（2）和超高压回液管（3）的一端与压裂千斤顶组件（4）连接，使得超高压进液管（2）和超高压回液管（3）分别与液压缸连管（43）的进液端以及出液端连接，连接完成后，将仪表盘连接管（7）的一端与超高压进液管（2）进行连接，并将仪表盘连接管（7）的另一端与仪表盘（6）内的数显压力表连接；
步骤S2：油路管道以及压力管道连接完成后，使用千斤顶推杆（5）与压裂千斤顶组件（4）连接，千斤顶推杆（5）一端的内螺纹套与螺栓端头（44）螺纹连接，再将多个千斤顶推杆（5）的首尾通过内螺纹套与外螺纹管进行拼接，从而将压裂千斤顶组件（4）放置在钻孔内；
步骤S3：启动超高压泵站（1），使得液压油能够通过超高压进液管（2）和超高压回液管（3）与压裂千斤顶组件（4）形成油路回路，使得液压油缸（42）产生推力，从而能够将锥形头（41）从液压油缸（42）内部伸出，锥形头（41）与岩体接触，从而能够实现岩体分裂；
步骤S4：在进行岩体分裂时，超高压进液管（2）内部的液压油能够形成一定的压力，由于仪表盘连接管（7）的一端与超高压进液管（2）进行连接，从而能够通过观察仪表盘（6）内的数显压力表和压力连续记录器，从而能够验证压裂效果；
步骤S5：岩体分裂完成后，滤油组件（8）工作，通过第一油泵（82）和抽油管（81）将超高压泵站（1）内部液压油箱内的液压油进行抽取，并进行二次过滤，将液压油中的杂质颗粒过滤掉，并将二次过滤后的液压油再通过排油管（813）和第二油泵（814）输送到超高压泵站（1）内部液压油箱内，便于后续循环使用。
3.根据权利要求1所述的可定向液压式破岩装置，其特征在于，所述压裂千斤顶组件（4）包括锥形头（41）、液压油缸（42）、液压缸连管（43）和螺栓端头（44），所述液压油缸（42）位于钻孔的内部，所述液压油缸（42）的一侧设置有液压缸连管（43），且超高压进液管（2）和超高压回液管（3）分别与液压缸连管（43）的进液端以及出液端连接，所述液压油缸（42）的顶部设置有锥形头（41），所述液压油缸（42）的底部一端连接安装有螺栓端头（44）。
4.根据权利要求1所述的可定向液压式破岩装置，其特征在于，所述千斤顶推杆（5）的一端设置有外螺纹管，且千斤顶推杆（5）的另一端设置有内螺纹套，且内螺纹套与外螺纹管以及螺栓端头（44）通过螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的可定向液压式破岩装置，其特征在于，所述仪表盘（6）包括数显压力表和压力连续记录器，所述仪表盘（6）的一侧连接安装有仪表盘连接管（7），且仪表盘连接管（7）与超高压进液管（2）连接。
6.根据权利要求2所述的可定向液压式破岩的方法，其特征在于，所述步骤S1中，压裂钻孔采用多孔成排的钻孔方式。
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| CN113090261A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-09 | 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 | 一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法 |
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2019
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| CN113090262B (zh) * | 2021-04-14 | 2022-03-15 | 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 | 一种移动式拉剪应力破岩装备系统 |
| CN113090261B (zh) * | 2021-04-14 | 2022-03-15 | 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 | 一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法 |
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