CN112761559A

CN112761559A - 煤矿地质钻探装置

Info

Publication number: CN112761559A
Application number: CN202011606393.2A
Authority: CN
Inventors: 王毅; 王琳
Original assignee: Chongqing Vocational Institute of Engineering
Current assignee: Chongqing Vocational Institute of Engineering
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-05-07

Abstract

本发明涉及钻探领域，具体公开了一种煤矿地质钻探装置。包括钻杆，钻杆内设有进气通道，钻杆上套设有环状的挡筒，钻杆上套设有环状的内筒，内筒位于挡筒内侧，且内筒的底部高于挡筒的底部，钻杆与内筒转动连接并可相对内筒沿竖向滑动；套筒与挡筒之间沿周向设有至少两个内腔，内腔内设有活塞，活塞均与挡筒与内筒滑动密封，活塞下方形成收集腔，活塞上方设有用于带动活塞沿竖向滑动的推动件；挡筒上设有与收集腔连通的出料口，挡筒上设有用于封闭出料口的密封盖。本发明中的煤矿地质钻探装置能够对碎块和粉尘进行收集，以避免粉尘大量扩散至空气中，导致空气质量下降或者对作业人员造成损伤。

Description

煤矿地质钻探装置

技术领域

本发明涉及钻探领域，具体涉及一种煤矿地质钻探装置。

背景技术

在煤矿钻探过程中需要采用钻孔机进行钻孔，目前常用的钻孔机通常包括钻杆以及驱动钻杆转动的驱动结构，其中钻杆的底部设有钻头，钻孔时，钻头向下钻孔，形成孔洞。在钻孔过程中会不断形成碎块和粉尘，为了将碎块和粉尘从孔洞中取出，通常采用向孔洞中通水或者高压气体的方式，使碎块和粉尘随着向上流动的水流或者气流从孔洞的上端排出。在对松软煤层钻孔时只能采用高压气体将碎块和粉尘吹出，但是从孔洞上端吹出的碎块和粉尘会随着气体流动，最后扩散至空气中，使空气质量下降。另外，空气中的粉尘容易被作业人员吸入，对作业人员的身体造成损伤。

发明内容

本发明意在提供一种对碎块和粉尘进行收集的煤矿地质钻探装置，以避免粉尘大量扩散至空气中，导致空气质量下降或者对作业人员造成损伤。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：煤矿地质钻探装置，钻杆内设有进气通道，钻杆上套设有环状的挡筒，钻杆上套设有环状的内筒，内筒位于挡筒内侧，且内筒的底部高于挡筒的底部，钻杆与内筒转动连接并可相对内筒沿竖向滑动；套筒与挡筒之间沿周向设有至少两个内腔，内腔内设有活塞，活塞均与挡筒与内筒滑动密封，活塞下方形成收集腔，活塞上方设有用于带动活塞沿竖向滑动的推动件；挡筒上设有与收集腔连通的出料口，挡筒上设有用于封闭出料口的密封盖。

本方案的有益效果为：

1.本方案中的内筒高于挡筒的底部，活塞下方的收集腔与钻杆形成的孔洞连通，当高压气体从进气通道进入孔洞内后，气流混着碎块和粉尘进入收集腔内进行收集，避免碎块和粉尘大量进入空气中，导致空气质量下降，同时还可保障业人员的身体健康。

2.将活塞向上滑动时，收集腔的空间增大，能够容纳进入的高压气体、碎块和粉尘，而且在高压气体进入前，收集腔内的气体较少，高压气体进入后可避免收集腔内的压强过大，导致收集腔内的气体和粉尘过多的从内筒与钻杆之间泄露，提高对粉尘的收集效果。

进一步，收集腔底部设有导向底板，导向底板靠近挡筒的一端低于靠近钻杆的一端。

本方案的有益效果为：导向底板对进入的碎块和粉尘进行导向，促使碎块和粉尘向靠近出料口的一侧滑动，方便从出料口将碎块和粉尘取出。

进一步，挡筒顶部设有环状的顶板，顶板与挡筒和内筒固定，活塞、顶板、挡筒和内筒之间形成储水腔，储水腔连通有进水管；活塞底部固定有与储水腔连通的喷头。

本方案的有益效果为：当活塞向上滑动时，储水腔减小，储水腔内的压强增大，使得储水腔内的水能够从喷头喷出，对收集腔内收集的碎块和粉尘进行湿润，而粉尘被湿润后重量增大，难以再飘至空中，进一步避免粉尘扩散至空气中。

进一步，喷头位于活塞远离钻杆的一侧。

本方案的有益效果为：碎块随着气体进入收集腔内后容易与收集腔的侧壁发生撞击，本方案中的喷头远离刚从孔洞中吹出的碎块，可避免喷头被损坏。

进一步，收集腔内竖向设有转轴和多个推板，转轴的上端贯穿活塞和顶板，转轴与活塞滑动密封、与顶板转动连接，转轴的上端连接有用于驱动转轴转动的转动件，多个推板沿转轴的周向固定在转轴上。

本方案的有益效果为：本方案中的推板转动时能够推动收集腔底部收集的碎块和粉尘，并使得碎块和粉尘在离心作用下更快速的从出料口落出，避免湿润的粉尘难以自动落出，从而避免收集腔内储存过多的粉尘，导致新产生的碎块和粉尘无法再进入收集腔内。

进一步，导向底板上设有正对转轴的限位槽，转轴的下端位于限位槽内并与限位槽转动连接。

本方案的有益效果为：限位槽能够对转轴的位置进行限位作用，避免转轴发生偏移。

进一步，活塞内设有清洗腔，清洗腔底部设有清洗通道，清洗通道下端朝向转轴，清洗腔连通有泵体，泵体与储水腔连通。

本方案的有益效果为：当活塞向下滑动时，泵体能够将储水腔内的水通入清洗腔内，使水从清洗通道的下端流出，对转轴进行冲洗，避免转轴下端粘附粉尘，从而避免粉尘卡入活塞与转轴之间，对活塞向下滑动造成阻碍。

附图说明

图1为本发明实施例1的正视竖向剖视图；

图2为图1的A-A向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：挡筒1、出料口11、密封盖12、挡板13、固定部14、固定孔15、收集腔2、导向底板21、转轴3、推板31、转动件32、钻杆4、进气通道41、内筒5、限位块51、活塞6、清洗腔61、清洗通道62、储水腔7、推动件8。

实施例1

煤矿地质钻探装置，如图1所示，包括钻杆4、挡筒1、内筒5和顶板，钻杆4竖向设置，钻杆4内设有沿钻杆4的轴向延伸的进气通道41，进气通道41的下端贯穿钻杆4的侧壁，在实际实施时，可通过旋转接头将进气通道41与外界的管道连通，用于向进气通道41内通入高压气体。挡筒1、内筒5和顶板均为环状，且内筒5套设在钻杆4上，内筒5的内径大于钻杆4的直径，所以钻杆4可相对内筒5转动和沿竖向滑动。挡筒1的内径大于内筒5的外径，挡筒1套设在内筒5上，顶板位于挡筒1和内筒5的上方，且顶板、挡筒1和内筒5一体成型。本实施例中的内筒5的下端高于挡筒1的下端，如图2所示，挡筒1与内筒5之间沿周向均匀焊接有四个挡板13，四个挡板13将内筒5与挡筒1之间的空间分隔为四个内腔。挡筒1底部沿周向焊接有四个固定部14，四个固定部14上均设有固定孔15。

再如图1所示，每个内腔内均设有活塞6，活塞6与内筒5外壁和挡筒1内壁滑动密封，活塞6将内腔分为下方的收集腔2和上方的储水腔7，活塞6顶部焊接有两个活塞杆，两个活塞杆的上端贯穿顶板，并与顶板滑动密封，活塞杆的上方设有推动件8，本实施例中的推动件8采用液压缸，推动件8通过螺栓固定在顶板上，推动件8用于带动活塞6沿竖向滑动。储水腔7顶部设有单向阀，单向阀的出水端与储水腔7连通，单向阀的进水端连通有进水管，进水管与顶板胶接固定。活塞6底部安装有喷头，喷头位于收集腔2远离钻杆4的一侧，喷头通过管道与储水腔7连通管，具体的，喷头和单向阀的安装方式均与现有技术相同，本实施例中不再赘述。内筒5下端焊接有限位块51，限位块51位于活塞6的下方，用于对活塞6进行限位，避免活塞6滑动至内筒5的下方，导致储水腔7暴露。

挡筒1的下端设有四个出料口11，四个出料口11分别与四个收集腔2连通，挡筒1外壁铰接有密封盖12，用于对出料口11进行封闭。收集腔2的底部焊接有弧形的导向底板21，导向底板21的顶部呈靠近出料口11的一端低于靠近钻杆4的一端倾斜，促使进入收集腔2的碎块和粉尘向靠近出料口11一侧滑动，方便从出料口11取出碎块和粉尘。

收集腔2内设有转轴3和五个推板31，转轴3上端沿竖向贯穿活塞6和顶板，转轴3与活塞6滑动密封，且转轴3可相对活塞6和顶板转动，转轴3上方设有转动件32，本实施例中的转动件32采用电机，转动件32通过螺栓固定在顶板上，且转动件32的输出轴通过联轴器与转轴3连接，用于驱动转轴3转动。导向底板21的顶部设有正对转轴3的限位槽，转轴3的下端位于限位槽内，方便对转轴3进行限位。五个推板31沿周向均匀焊接在转轴3的下端，本实施例中的推板31沿竖向设置在转轴3上，且推板31的底部高于导向底板21，避免推板31与导向底板21发生运动干涉。

活塞6内设有环状的清洗腔61，清洗腔61与转轴3同轴，活塞6的底部设有多个与清洗腔61连通的清洗通道62，清洗通道62的下端朝向转轴3。活塞6的顶部通过螺栓固定有泵体，本实施例中的泵体采用潜水泵，泵体通过管道与清洗腔61连通。

具体实施过程如下：

使用时，将挡筒1放置在地面上，此时钻杆4与待钻孔位置对齐，初始时，活塞6位于内筒5的下端，储水腔7内储有水。然后采用L形的结构向下穿过固定孔15并插入地面，对挡筒1进行固定。在钻孔过程中间歇性的向进气通道41内通入高压气体，通入高压气体的同时，通过推动件8将其中一个活塞6向上推动，增大收集腔2的容积，用于对气体以及被气体向上吹出的碎块和粉尘进行收集。在通入高压气体的同时，打开向上滑动的活塞6上方的驱动件，使驱动件驱动转轴3转动，带动推板31转动，能够对进入收集腔2的碎块和粉尘进行推动，促使碎块和粉尘平铺在收集腔2内。在实际实施时，也可在停止通入高压气体后再启动驱动件，通过推板31对收集腔2内的碎块和粉尘进行平铺。进入收集腔2的碎块和粉尘移动至喷头的下方，方便从喷头喷出的水对不同的粉尘进行湿润，避免粉尘再飘起。

停止通入高压气体后，打开与收集有碎块和粉尘所在的收集腔2连通的出料口11，收集腔2内的碎块和粉尘在离心作用下快速从出料口11中落出。并随着碎块和粉尘不断落出，推动件8将活塞6向下推动，将碎块和粉尘向下推动，使碎块和粉尘与推板31相对，保证碎块和粉尘受到离心作用。

当收集腔2内的碎块和粉尘落出后，再关闭密封盖12，对出料口11进行封闭。而当活塞6向下滑动时，储水腔7的空间增大，储水腔7内形成负压，方便将外界的水吸入储水腔7进行储存。与此同时，启动该活塞6上方的泵体，泵体将储水腔7内的水通入清洗腔61内，此时水从清洗通道62的下端流出，对转轴3上粘附的粉尘进行冲洗，避免粉尘对活塞6的滑动造成阻碍。当活塞6滑动至内筒5的下端后，关闭驱动件和推动件8，即完成一次孔洞中的碎块和粉尘的排出。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.煤矿地质钻探装置，包括钻杆，其特征在于：所述钻杆内设有进气通道，所述钻杆上套设有环状的挡筒，所述钻杆上套设有环状的内筒，所述内筒位于挡筒内侧，且内筒的底部高于挡筒的底部，所述钻杆与内筒转动连接并可相对内筒沿竖向滑动；所述套筒与挡筒之间沿周向设有至少两个内腔，所述内腔内设有活塞，所述活塞均与挡筒与内筒滑动密封，所述活塞下方形成收集腔，所述活塞上方设有用于带动活塞沿竖向滑动的推动件；所述挡筒上设有与收集腔连通的出料口，所述挡筒上设有用于封闭出料口的密封盖。

2.根据权利要求1所述的煤矿地质钻探装置，其特征在于：收集腔底部设有导向底板，所述导向底板靠近挡筒的一端低于靠近钻杆的一端。

3.根据权利要求2所述的煤矿地质钻探装置，其特征在于：挡筒顶部设有环状的顶板，所述顶板与挡筒和内筒固定，所述活塞、顶板、挡筒和内筒之间形成储水腔，所述储水腔连通有进水管；所述活塞底部固定有与储水腔连通的喷头。

4.根据权利要求3所述的煤矿地质钻探装置，其特征在于：喷头位于活塞远离钻杆的一侧。

5.根据权利要求4所述的煤矿地质钻探装置，其特征在于：收集腔内竖向设有转轴和多个推板，转轴的上端贯穿活塞和顶板，所述转轴与活塞滑动密封、与顶板转动连接，所述转轴的上端连接有用于驱动转轴转动的转动件，多个推板沿转轴的周向固定在转轴上。

6.根据权利要求5所述的煤矿地质钻探装置，其特征在于：导向底板上设有正对转轴的限位槽，所述转轴的下端位于限位槽内并与限位槽转动连接。

7.根据权利要求6所述的煤矿地质钻探装置，其特征在于：活塞内设有清洗腔，所述清洗腔底部设有清洗通道，所述清洗通道下端朝向转轴，所述清洗腔连通有泵体，所述泵体与储水腔连通。