CN204827222U - 一种带有孔口防喷装置的液压钻机 - Google Patents

Abstract

一种带有孔口防喷装置的液压钻机，涉及煤矿开采中钻孔用的液压钻机，包括履带行走机构和机架，机架上设有钻孔装置，钻孔装置包括铰接在旋转支撑机构上的导轨、滑动设置在导轨上的钻杆驱动装置和钻杆，导轨的前端设有一个伸缩油缸，伸缩油缸的伸缩端连接有孔口防喷装置，孔口防喷装置具有一个收集箱，收集箱的一侧设有收集口，相对的另一侧设有供钻杆穿过的钻杆孔，收集口处设有用于将孔口防喷装置卡紧在煤层钻孔内的孔口固定装置，钻杆在钻杆驱动装置驱动下前进并依次从孔口防喷装置的钻杆孔、收集口和孔口固定装置穿出。本实用新型在钻孔过程中能够对产生的瓦斯和水、煤渣进行收集和分离，有效防止了钻孔过程中所出现的煤与瓦斯突出问题。

Description

一种带有孔口防喷装置的液压钻机

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采中钻孔用的液压钻机，具体涉及一种带有孔口防喷装置的液压钻机。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，但是我国煤矿地质条件复杂且多以煤层群条件赋存，煤与瓦斯突出灾害严重，深部高地应力和瓦斯压力致使瓦斯灾害更加严重。根据相关规定，对于高瓦斯与突出煤层，在开采前需要采取区域性瓦斯防治措施，降低煤层瓦斯含量消除其突出危险性。目前最为有效的区域性瓦斯治理措施为保护层开采和预抽煤层瓦斯，要求不具备保护层开采条件的矿区（井）必须选用底（顶）板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施。我国多数矿区煤层渗透率低、瓦斯压力大和地应力高等特殊因素，穿层钻孔抽采效果较差且易塌孔堵塞，故采用穿层钻孔配合水力冲孔、水力压裂等增透措施。在岩柱的掩护下利用带高压水钻头切割和压力水冲击煤体，排出碎煤和瓦斯，应力集中向冲孔周围移动，使冲孔附近煤体卸压增透，可以有效地提高抽放效果。

目前，煤矿井下底（顶）板岩巷穿层钻孔施工中，现有的钻孔设备在钻孔冲孔时缺少快速孔口防喷孔装置，需钻孔后采用孔口填补剂对孔口进行处理，等待凝固后重新支钻进行冲孔，这造成穿层钻孔和水力冲孔施工过程存在多项重复操作工序，施工程序繁杂冗余，施工工期长，设备庞大复杂，效率低，人力物力消耗量大。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种带有孔口防喷装置的液压钻机，其在液压钻机上设置了孔口防喷装置，以对冲孔过程中产生的瓦斯和水、煤渣进行收集和分离，减少穿层钻孔和水力冲孔施工中的操作工序，同时保证孔口防喷装置能够固定在煤层钻孔内，达到良好的防喷效果。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种带有孔口防喷装置的液压钻机，包括履带行走机构和机架，机架上设有旋转支撑机构，旋转支撑机构上设有钻孔装置，钻孔装置包括铰接在旋转支撑机构上的导轨、滑动设置在导轨上的钻杆驱动装置和安装在钻杆驱动装置上的钻杆，导轨的底部铰接有用于调节导轨俯仰角度的调角油缸和用于支撑导轨的支撑杆，调角油缸和支撑杆的另一端均铰接在旋转支撑机构上，所述导轨的前端设有一个伸缩油缸，伸缩油缸的伸缩端连接有孔口防喷装置，孔口防喷装置具有一个收集箱，用于收集冲孔过程中产生的瓦斯和水、煤渣，收集箱的一侧设有收集口，相对的另一侧设有供钻杆穿过的钻杆孔，收集口处设有用于将孔口防喷装置卡紧在煤层钻孔内的孔口固定装置，钻杆在钻杆驱动装置驱动下前进并依次从孔口防喷装置的钻杆孔、收集口和孔口固定装置穿出，所述收集箱上设有瓦斯抽放口和排渣口。

所述孔口固定装置包括设置在收集口处并与收集箱内部连通的连接管，该连接管连接一个供钻杆穿过的空心状的芯管，在芯管的外部套设有柔性材料制成的橡胶层，橡胶层与芯管之间形成一个密闭空间，芯管内设有与该密闭空间相连通的流体通道，流体通道的进水口处连接有输送压力水的进水管，所述橡胶层在压力水作用下发生膨胀并卡紧在煤层钻孔的孔壁上。

有益效果：本实用新型在穿层钻孔和水力冲孔施工中能够通过孔口防喷装置对冲孔过程中产生的瓦斯和水、煤渣进行收集和分离，减少了穿层钻孔和水力冲孔施工中的操作工序，提高了施工效率，改善了施工环境。孔口防喷装置由设置在导轨上的伸缩油缸带动运动，保证其进入或退出煤层钻孔。通过孔口固定装置将孔口防喷装置卡紧在煤层钻孔内，从而保证了防喷装置与钻孔孔口之间的良好密封，有效防止了钻孔和水力冲孔过程中所出现的煤与瓦斯突出问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的孔口防喷装置的结构示意图。

附图标记：1、收集箱，2、连接管，3、芯管，4、橡胶层，5、流体通道，6、进水管，7、密封件，8、隔板，9、瓦斯抽放口，10、排渣口，11、连接接头，12、进水接头，13、连接螺栓，14、法兰，15、压环，16、履带行走机构，17、机架，18、导轨，19、钻杆驱动装置，20、钻杆，21、调角油缸，22、支撑杆，23、伸缩油缸，24、孔口防喷装置，25、孔口固定装置，26、连接耳，27、软管，28，分离装置。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种带有孔口防喷装置的液压钻机，包括履带行走机构16和机架17，机架17上设有旋转支撑机构，旋转支撑机构上设有钻孔装置，钻孔装置包括铰接在旋转支撑机构上的导轨18、滑动设置在导轨18上的钻杆驱动装置19和安装在钻杆驱动装置19上的钻杆20，导轨18的底部铰接有用于调节导轨18俯仰角度的调角油缸21和用于支撑导轨18的支撑杆22，调角油缸21和支撑杆22的另一端均铰接在旋转支撑机构上，旋转支撑机构能够在水平面内完成±180度旋转，导轨18能够在竖直面内角度调节，以实现钻孔装置的多角度布孔，所述导轨18的前端设有一个伸缩油缸23，伸缩油缸23的伸缩端连接有孔口防喷装置24，孔口防喷装置24具有一个收集箱1，用于收集冲孔过程中产生的瓦斯和水、煤渣，收集箱1的一侧设有收集口，相对的另一侧设有供钻杆穿过的钻杆孔，收集口处设有用于将孔口防喷装置24卡紧在煤层钻孔内的孔口固定装置25，钻杆20在钻杆驱动装置19驱动下前进并依次从孔口防喷装置24的钻杆孔、收集口和孔口固定装置25穿出，所述收集箱1上设有瓦斯抽放口9和排渣口10。具体地，所述收集箱1上对称设有两个连接耳26，孔口防喷装置24通过此两个连接耳26与伸缩油缸23的伸缩端销连接固定，并通过伸缩油缸23的伸缩作用使所述孔口固定装置25进入或退出煤层钻孔。

所述孔口固定装置25包括设置在收集口处并与收集箱1内部连通的连接管2，该连接管2连接一个供钻杆穿过的空心状的芯管3，在芯管3的外部套设有柔性材料制成的橡胶层4，橡胶层4与芯管3之间形成一个密闭空间，芯管3内设有与该密闭空间相连通的流体通道5，流体通道5的进水口处连接有输送压力水的进水管6，进水管6通过进水接头12与压力水供应装置连接，压力水供应装置供应的带有一定压力的水经进水管6和流体通道5进入到橡胶层4与芯管3之间的密闭空间，所述橡胶层4在压力水作用下发生膨胀并卡紧在煤层钻孔的孔壁上，从而在钻进冲孔过程中通过与钻孔密封对接的橡胶层和芯管将防喷装置紧紧卡持在钻孔内，保证了防喷装置与钻孔孔口之间的良好密封。其中，压力水的压力大小为大于0.8Mpa，压力水可以用压力气体替换，同样可以使橡胶层4发生膨胀并卡紧在煤层钻孔的孔壁上。

具体地，所述芯管3与连接管2连接的一端设有连接接头11，连接接头11与连接管2之间螺纹连接，该连接接头11与所述芯管3焊接为一体结构，这样可以保证连接强度，防止在钻孔施工过程中芯管3与连接管2脱离。芯管3内设置的流体通道5延伸至连接接头11内，并将流体通道5的进水口设置在连接接头11的端部，以连接所述进水管6。所述橡胶层4通过其两端设置的铁芯焊接在芯管3上，以使橡胶层4与芯管3之间形成密闭的空间。

所述钻杆孔处设有密封件7，密封件7上设有钻杆连接孔，具体实施中，收集箱1相对收集口的一侧开口处设有一个法兰14。密封件7为柔性密封件，通过压环15将密封件7压设在端面法兰14上，并通过压环15上设置的连接螺栓13与端部法兰14固定。收集箱1内收集口和密封件7之间设有一个隔板8，隔板8上设有供钻杆穿过的开孔，该开孔与收集口、密封件7上设置的钻杆连接孔同轴设置，所述隔板8将收集箱1分隔成两个腔室，设有收集口的一个腔室中相对的两个侧壁上分别设有瓦斯抽放口9和排渣口10，瓦斯抽放口9与负压管连接。排渣口10倾斜设置，其倾斜方向为从设有瓦斯抽放口9的一侧到设有排渣口10的一侧，逐渐远离收集口，隔板8同样按此倾斜方向设置在收集箱1内。

本实用新型的液压钻机在具体的钻孔施工中，当使用钻杆钻孔至一米深时，退出钻杆及大直径钻头，然后由伸缩油缸23将孔口防喷装置24推入所钻孔内，然后重新更换钻进冲孔两用高效双喷嘴钻头进行钻孔。如此，钻孔所排出的瓦斯、水及煤（岩石）残渣收集到孔口防喷装置24内，瓦斯气体通过与外部负压管连接的瓦斯抽放口9排出并进行收集，水和煤渣混合流体则从排渣口10排出并进行收集，从而起到防止瓦斯突出、喷孔的作用。进一步地，孔口防喷装置24的排渣口10可以通过软管27连接一个分离装置28，在该分离装置28内对瓦斯气体和水煤渣等物进行再次分离。

Claims (4)

1.一种带有孔口防喷装置的液压钻机，包括履带行走机构（16）和机架（17），机架（17）上设有旋转支撑机构，旋转支撑机构上设有钻孔装置，钻孔装置包括铰接在旋转支撑机构上的导轨（18）、滑动设置在导轨（18）上的钻杆驱动装置（19）和安装在钻杆驱动装置（19）上的钻杆（20），导轨（18）的底部铰接有用于调节导轨（18）俯仰角度的调角油缸（21）和用于支撑导轨（18）的支撑杆（22），调角油缸（21）和支撑杆（22）的另一端均铰接在旋转支撑机构上，其特征在于：所述导轨（18）的前端设有一个伸缩油缸（23），伸缩油缸（23）的伸缩端连接有孔口防喷装置（24），孔口防喷装置（24）具有一个收集箱（1），用于收集冲孔过程中产生的瓦斯和水、煤渣，收集箱（1）的一侧设有收集口，相对的另一侧设有供钻杆穿过的钻杆孔，收集口处设有用于将孔口防喷装置（24）卡紧在煤层钻孔内的孔口固定装置（25），钻杆（20）在钻杆驱动装置（19）驱动下前进并依次从孔口防喷装置（24）的钻杆孔、收集口和孔口固定装置（25）穿出，所述收集箱（1）上设有瓦斯抽放口（9）和排渣口（10）。

2.如权利要求1所述的一种带有孔口防喷装置的液压钻机，其特征在于：所述孔口固定装置（25）包括设置在收集口处并与收集箱（1）内部连通的连接管（2），该连接管（2）连接一个供钻杆穿过的空心状的芯管（3），在芯管（3）的外部套设有柔性材料制成的橡胶层（4），橡胶层（4）与芯管（3）之间形成一个密闭空间，芯管（3）内设有与该密闭空间相连通的流体通道（5），流体通道（5）的进水口处连接有输送压力水的进水管（6），所述橡胶层（4）在压力水作用下发生膨胀并卡紧在煤层钻孔的孔壁上。

3.如权利要求1所述的一种带有孔口防喷装置的液压钻机，其特征在于：所述收集箱（1）上对称设有两个连接耳（26），孔口防喷装置（24）通过此两个连接耳（26）与伸缩油缸（23）的伸缩端销连接固定，并通过伸缩油缸（23）的伸缩作用使所述孔口固定装置（25）进入或退出煤层钻孔。

4.如权利要求1所述的一种带有孔口防喷装置的液压钻机，其特征在于：所述钻杆孔处设有密封件（7），密封件（7）上设有钻杆连接孔，收集箱（1）内收集口和密封件（7）之间设有一个隔板（8），隔板（8）上设有供钻杆穿过的开孔，该开孔与收集口、密封件（7）上设置的钻杆连接孔同轴设置，所述隔板（8）将收集箱（1）分隔成两个腔室，设有收集口的一个腔室中相对的两个侧壁上分别设有瓦斯抽放口（9）和排渣口（10），瓦斯抽放口（9）与负压管连接。