專利名稱：一種鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置，尤其適用于高瓦斯松軟復(fù)雜煤層卸壓增透和消除煤層煤與瓦斯突出危險性。
背景技術(shù)：
我國礦井瓦斯治理的根本手段是以鉆孔瓦斯抽采方式為主的瓦斯抽采措施，隨著我國煤礦進(jìn)入深部開采，煤層透氣性差、瓦斯抽采難、動力現(xiàn)象突出等問題日益嚴(yán)重，水力化措施是提高煤層瓦斯抽采效率的有效措施并得到了較為廣泛的現(xiàn)場應(yīng)用。鉆孔內(nèi)高壓射流割縫卸壓增透技術(shù)采用人工方法通過高壓水射流沖蝕煤體形成卸壓縫槽，擴(kuò)大了鉆孔有效抽采影響范圍，能夠較好地解決高瓦斯低透氣性煤層開采過程中瓦斯涌出、瓦斯突出問題。割縫工藝實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)之一是射流割縫器的設(shè)計及性能。在高瓦斯松軟煤層條件下，瓦斯噴涌嚴(yán)重，割縫過程中易發(fā)生噴孔及煤體垮塌等現(xiàn)象，造成鉆孔內(nèi)抱鉆和射流器堵塞，導(dǎo)致割縫作業(yè)被迫中止，影響設(shè)備的可靠性；同時單一射流發(fā)生器產(chǎn)生的射流切割范圍及排粉能力有限，割縫卸壓效率較低。為了有效解決割縫作業(yè)中遇到的難題，同時為了提高孔內(nèi)割縫卸壓增透技術(shù)在高瓦斯松軟煤層瓦斯抽采中的應(yīng)用，研究和改善射流割縫器性能并開發(fā)新型高壓射流割縫射流器是十分必要的，這對提高礦井瓦斯抽采效率及改善礦井安全生產(chǎn)狀況具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題:本實用新型的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用效果好的鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置。技術(shù)方案:本實用新型的鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置，包括與鉆機相連的鉆頭體，所述的鉆頭體內(nèi)開有階梯通孔，階梯通孔內(nèi)部間隔設(shè)有壓控閥門和單向閥，壓控閥門和單向閥之間的鉆頭體壁上下對稱設(shè)有雙射流發(fā)生器，所述鉆頭體的前部設(shè)有多個呈羽翼狀的合金刀片；所述的壓控閥門由導(dǎo)向套、設(shè)在導(dǎo)向套內(nèi)的樹脂小球和彈簧組成；所述的合金刀片為三片呈120度角分布排列、尾部與鉆頭體的水平夾角為15 20° ;所述的雙射流發(fā)生器由兩個錐直型噴嘴融合而成。有益效果:本實用新型利用水射流發(fā)生器噴射出的雙束高壓射流，對鉆孔壁不同斷面的煤體進(jìn)行雙射流割縫，形成由局部到整體的“點一面一體”式的破壞作用，造成煤體在設(shè)定位置或一定范圍內(nèi)發(fā)生失穩(wěn)噴孔，可以引導(dǎo)孔內(nèi)煤與瓦斯突出沿鉆孔徑向擴(kuò)展，擴(kuò)大鉆孔破壞卸壓影響范圍，實現(xiàn)鉆孔瓦斯的高效抽采；通過雙射流的方式，提高了割縫器的破煤效率和排粉能力；通過單向閥的單向止回作用，有效降低了射流器的堵塞；采用刀具的傾斜羽翼解決了因塌孔堵孔造成的卡鉆、丟鉆頭的難題，從而提高了割縫設(shè)備的可靠性及在現(xiàn)場的適應(yīng)性；通過鉆孔內(nèi)水射流割縫誘發(fā)噴孔的工藝方法，誘發(fā)煤體釋放瓦斯膨脹能，實現(xiàn)鉆孔徑向煤體裂隙發(fā)育，改善煤體的透氣性，提高煤體瓦斯抽采效率并消除煤與瓦斯突出危險性。其結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，在煤層瓦斯抽采及煤與瓦斯消突領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實用性。

圖1是本實用新型的鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2是本實用新型的鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置器結(jié)構(gòu)右視圖。圖中:1-鉆頭體，2-壓控閥門，3-合金刀片，4-雙射流發(fā)生器，5-單向閥。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施例作進(jìn)一步的描述:本實用新型的鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置，主要由鉆頭體1、壓控閥門2、合金刀片3、雙射流發(fā)生器4、單向閥5構(gòu)成，將鉆頭體I安裝在鉆機上，鉆桿配合工作，利用鉆機將鉆頭體I推送至已施工完成的鉆孔孔底。所述的鉆頭體I內(nèi)開有階梯通孔，鉆頭體I的左端孔與鉆機相連，鉆頭體I階梯通孔內(nèi)部間隔設(shè)有壓控閥門2和單向閥5，當(dāng)鉆孔內(nèi)的瓦斯壓力超過低壓水2-5MPa的壓力時，單向閥5自動關(guān)閉；壓控閥門2和單向閥5之間的鉆頭體I壁上下對稱設(shè)有雙射流發(fā)生器4，所述的雙射流發(fā)生器4由兩個錐直型噴嘴融合而成。所述鉆頭體I的前部設(shè)有多個呈羽翼狀的合金刀片3 ;所述的壓控閥門2由導(dǎo)向套、設(shè)在導(dǎo)向套內(nèi)的樹脂小球和彈簧組成；所述的合金刀片3為三片呈120度角分布排列、尾部與鉆頭體I的水平夾角為15 20° ;當(dāng)鉆孔孔口的出水量小于供水量的1/3時，將高壓水調(diào)節(jié)為低壓水，低速旋轉(zhuǎn)并來回抽拉鉆頭體I直至孔口的出水量達(dá)供水量的2/3時，保證合金刀片3破壞堵塞煤渣至鉆孔排渣通暢，實現(xiàn)割縫射流器防抱鉆、防丟鉆和疏通鉆孔的功能；當(dāng)穿層作業(yè)時，對整個煤層段進(jìn)行割縫誘噴；當(dāng)順層作業(yè)時，在距孔口 15m時停止割縫誘噴。其間，需關(guān)閉水流換卸鉆桿或鉆孔內(nèi)的瓦斯壓力超過低壓水的壓力時，單向閥5復(fù)位，滯止回流，消除因回流負(fù)壓造成的煤粉對射流發(fā)生器5的堵塞，實現(xiàn)射流割縫器防堵塞功能。
權(quán)利要求1.一種鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置，包括與鉆機相連的鉆頭體(1)，其特征在于:所述的鉆頭體(I)內(nèi)開有階梯通孔，階梯通孔內(nèi)部間隔設(shè)有壓控閥門(2)和單向閥(5)，壓控閥門(2)和單向閥(5)之間的鉆頭體(I)壁上下對稱設(shè)有雙射流發(fā)生器(4)，所述鉆頭體(I)的前部設(shè)有多個呈羽翼狀的合金刀片(3);所述的壓控閥門(2)由導(dǎo)向套、設(shè)在導(dǎo)向套內(nèi)的樹脂小球和彈簧組成；所述的合金刀片(3)為三片呈120度角分布排列、尾部與鉆頭體(I)的水平夾角為15 20°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置，其特征在于:所述的雙射流發(fā)生器(4)由兩個錐直型噴嘴融合而成。
專利摘要一種鉆孔內(nèi)水射流割縫誘噴裝置，裝置包括鉆頭體，鉆頭體內(nèi)開設(shè)有階梯通孔，階梯通孔內(nèi)間隔設(shè)有壓控閥門和單向閥，壓控閥門和單向閥之間的鉆頭體壁上下對稱設(shè)有雙射流發(fā)生器，鉆頭體前部設(shè)有多個呈羽翼狀的合金刀片。利用水射流發(fā)生器噴射出雙束高壓射流，對鉆孔壁不同斷面的煤體進(jìn)行雙射流割縫，形成由局部到整體的“點—面—體”式破壞作用，引導(dǎo)煤體一定范圍內(nèi)發(fā)生失穩(wěn)噴孔并沿鉆孔徑向擴(kuò)展，擴(kuò)大鉆孔卸壓影響范圍，實現(xiàn)瓦斯的高效抽采。其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，效果好。
文檔編號E21B10/43GK203035094SQ20122069733
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者林柏泉, 鄒全樂, 沈春明, 張其智 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)