本實用新型屬于礦山機(jī)械領(lǐng)域，具體地說，涉及一種礦山機(jī)械用采礦鉆頭。

背景技術(shù)：

礦工業(yè)是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)命脈和能源安全的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，特別是煤炭工業(yè)，雖然近些年來我國一直在對能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，削減煤炭在能源消費(fèi)量中的比重。但是，煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的比例依然保持在60%以上，在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，煤炭將作為我國主體能源的地位不會動搖。由于我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜多變,煤炭生產(chǎn)總體技術(shù)水平較低,除了我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，開采難度大，采煤機(jī)械化程度與先進(jìn)產(chǎn)煤國家差距較大之外，開采技術(shù)和裝備水平也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后其他先進(jìn)產(chǎn)煤國家?，F(xiàn)有技術(shù)中，空氣潛孔錘反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)已逐步在固體礦產(chǎn)資源勘探、水文水井鉆鑿、石油天然氣鉆井、工程勘察等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中，從正循環(huán)鉆井技術(shù)實踐來看，當(dāng)鉆遇地層裂隙、裂縫發(fā)育、極其破碎或有溶洞時，從底噴孔噴出的氣體大部分漏失到地層裂隙之中，進(jìn)入鉆頭中心通道的氣體大幅度減少。從而導(dǎo)致巖心或巖樣在上返的過程中受到的上舉力不夠，容易發(fā)生巖心卡堵現(xiàn)象，反循環(huán)形成效果差，有些時候甚至根本形不成反循環(huán)，這樣就造成了鉆進(jìn)過程中排渣困難，風(fēng)量消耗大，甚至鉆進(jìn)無法進(jìn)行。而基于空氣潛孔錘反循環(huán)鉆探技術(shù)的特點和優(yōu)勢，將其推廣應(yīng)用至今后的礦山鉆孔采礦中，可以有效解決在有些工況下正循環(huán)無法鉆進(jìn)的難題，對提高我國采礦快速鉆孔的工藝技術(shù)及裝備水平具有重要意義?，F(xiàn)有的反循環(huán)鉆頭在裂隙發(fā)育、漏失地層鉆進(jìn)時，反循環(huán)有時形成的不夠徹底，相當(dāng)一部分氣體攜帶巖粉從外環(huán)空逃逸排出地表，即出現(xiàn)孔口返風(fēng)現(xiàn)象。環(huán)空漏失以及長期積累造成大量巖屑、巖粉堆積在鉆具和孔壁間的外環(huán)間隙從而引起提鉆困難。此時若遇潮濕出水地層，外環(huán)空的巖粉遇水會粘結(jié)在的鉆桿上，極易造成埋鉆、卡鉆、甚至有鉆具折斷等孔內(nèi)事故的發(fā)生。

因此，急需對現(xiàn)有的反循環(huán)鉆頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行改型，創(chuàng)新設(shè)計出具有強(qiáng)力抽吸性能的新型反循環(huán)鉆頭，以滿足復(fù)雜條件下的鉆孔工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服背景技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供了一種礦山機(jī)械用采礦鉆頭，能夠避免氣體攜帶巖粉從外環(huán)空逃逸排出地表，防止大量巖屑、巖粉堆積在鉆具和孔壁間的外環(huán)間隙從而引起提鉆困難，而且，不易造成埋鉆、卡鉆、甚至有鉆具折斷等孔內(nèi)事故的發(fā)生，且本實用新型具有良好反循環(huán)排砂效果。

為達(dá)到上述目的，本實用新型是按如下技術(shù)方案實施的：

所述的礦山機(jī)械用采礦鉆頭包括鉆頭本體、底管、弧形管、心管，其中，所述的鉆頭本體上開設(shè)有導(dǎo)氣槽，側(cè)壁上開設(shè)有分別與導(dǎo)氣槽連通的內(nèi)噴射孔和底噴孔，鉆頭本體的內(nèi)腔底部設(shè)置有臺肩，臺肩上焊接有底管，弧形管與底管間隙配合連接，弧形管的內(nèi)側(cè)壁為弧形面，心管與弧形管螺紋連接，心管的頂部與鉆頭本體固定連接，底管、弧形管和心管的內(nèi)腔連通形成中心通道。

進(jìn)一步，所述的鉆頭本體頂部設(shè)置有用于支撐心管的支撐臺。

進(jìn)一步，所述的鉆頭本體底部開設(shè)有擴(kuò)壓槽，擴(kuò)壓槽分別與底噴孔和中心通道連通。

進(jìn)一步，所述的鉆頭本體底部設(shè)置有硬質(zhì)合金球齒。

進(jìn)一步，所述的弧形管與底管間隙為1mm。

進(jìn)一步，所述的內(nèi)噴射孔的數(shù)量為10～12個，并呈環(huán)形噴射狀設(shè)置。

本實用新型的有益效果：

本實用新型采用弧形管與底管間隙配合形成環(huán)狀噴嘴結(jié)構(gòu)，壓縮空氣在流經(jīng)弧形管時，由于附壁效應(yīng)不僅可以改變氣體的流動方向，并且在其內(nèi)部能夠形成較大的負(fù)壓區(qū)，可對外界氣體產(chǎn)生較強(qiáng)的抽吸作用。因此，將傳統(tǒng)的內(nèi)噴射孔設(shè)置為環(huán)狀噴射狀，配合弧形管使用，能夠很大程度上解決現(xiàn)有的反循環(huán)鉆頭在裂隙發(fā)育、漏失地層鉆進(jìn)時，反循環(huán)有時形成的不夠徹底，相當(dāng)一部分氣體攜帶巖粉從外環(huán)空逃逸排出地表，防止出現(xiàn)孔口返風(fēng)現(xiàn)象。同時，傳統(tǒng)的反循環(huán)鉆頭為了便于安裝，多采用單根內(nèi)置管進(jìn)行排渣，但是，此類內(nèi)置管反循環(huán)效果差，而且不便于加工，特別對于弧形面的加工極為困難，而本實用新型采用底管、弧形管和心管配合連接代替單根內(nèi)置管，不僅加工方便，而且反循環(huán)排渣效果好，風(fēng)量消耗小，同時，能夠避免環(huán)空漏失以及長期積累造成大量巖屑、巖粉堆積在鉆具和孔壁間的外環(huán)間隙從而引起提鉆困難。由于弧形管內(nèi)產(chǎn)生較大的負(fù)壓區(qū)，抽吸力較大，因此能夠保證外環(huán)空的巖粉遇水不會粘結(jié)在的鉆桿上，避免造成埋鉆、卡鉆、甚至有鉆具折斷等孔內(nèi)事故的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-鉆頭本體、2-導(dǎo)氣槽、3-內(nèi)噴射孔、4-底噴孔、5-底管、6-弧形管、7-心管、8-中心通道、9-支撐臺、10-擴(kuò)壓槽、11-硬質(zhì)合金球齒。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的說明，以方便技術(shù)人員理解。

如圖1所示，所述的礦山機(jī)械用采礦鉆頭包括鉆頭本體1、底管5、弧形管6、心管7，其中，所述的鉆頭本體1上開設(shè)有導(dǎo)氣槽2，側(cè)壁上開設(shè)有分別與導(dǎo)氣槽2連通的內(nèi)噴射孔3和底噴孔4，鉆頭本體1的內(nèi)腔底部設(shè)置有臺肩，臺肩上焊接有底管5，弧形管6與底管5間隙配合連接，弧形管6的內(nèi)側(cè)壁為弧形面，心管7與弧形管6螺紋連接，心管7的頂部與鉆頭本體1固定連接，底管5、弧形管6和心管7的內(nèi)腔連通形成中心通道8，傳統(tǒng)的反循環(huán)鉆頭為了便于安裝，多采用單根內(nèi)置管進(jìn)行排渣，但是，此類內(nèi)置管反循環(huán)效果差，而且不便于加工，特別對于弧形面的加工極為困難，而本實用新型采用底管5、弧形管6和心管7配合連接代替單根內(nèi)置管，不僅加工方便，而且反循環(huán)排渣效果好，風(fēng)量消耗小，同時，能夠避免環(huán)空漏失以及長期積累造成大量巖屑、巖粉堆積在鉆具和孔壁間的外環(huán)間隙從而引起提鉆困難?；⌒喂?與底管5間隙配合形成環(huán)狀噴嘴結(jié)構(gòu)，壓縮空氣在流經(jīng)弧形管6時，由于附壁效應(yīng)不僅可以改變氣體的流動方向，并且在其內(nèi)部能夠形成較大的負(fù)壓區(qū)，可對外界氣體產(chǎn)生較強(qiáng)的抽吸作用。因此，將傳統(tǒng)的內(nèi)噴射孔3設(shè)置為環(huán)狀噴射狀，配合弧形管6使用，能夠很大程度上解決現(xiàn)有的反循環(huán)鉆頭在裂隙發(fā)育、漏失地層鉆進(jìn)時，反循環(huán)有時形成的不夠徹底，相當(dāng)一部分氣體攜帶巖粉從外環(huán)空逃逸排出地表而出現(xiàn)的孔口返風(fēng)現(xiàn)象。由于弧形管6內(nèi)產(chǎn)生較大的負(fù)壓區(qū)，抽吸力較大，因此能夠保證外環(huán)空的巖粉遇水不會粘結(jié)在的鉆桿上，避免造成埋鉆、卡鉆、甚至有鉆具折斷等孔內(nèi)事故的發(fā)生。

優(yōu)選地，所述的鉆頭本體1頂部設(shè)置有用于支撐心管7的支撐臺9，防止心管7脫落。

優(yōu)選地，所述的鉆頭本體1底部開設(shè)有擴(kuò)壓槽10，擴(kuò)壓槽10分別與底噴孔4和中心通道8連通，擴(kuò)壓槽10能夠避免巖屑在中心通道8底部堵塞，避免排渣不暢。

優(yōu)選地，所述的鉆頭本體1底部設(shè)置有硬質(zhì)合金球齒11，增強(qiáng)鉆頭本體1的鉆進(jìn)能力，同時減輕鉆頭本體1的磨損。

優(yōu)選地，所述的弧形管6與底管5間隙為1mm，且間隙處形成環(huán)形噴嘴結(jié)構(gòu)，噴嘴結(jié)構(gòu)距離孔底越低，噴射角度越小，抽吸特性和反循環(huán)效果越好，但是，如果噴嘴結(jié)構(gòu)距離孔底過低，又會導(dǎo)致氣流流通不暢，弧形管6與底管5間隙最佳寬度為1mm。

優(yōu)選地，所述的內(nèi)噴射孔3的數(shù)量為10～12個，并呈環(huán)形噴射狀設(shè)置，保證能夠高速壓縮空氣能夠形成環(huán)狀噴射氣流。

本實用新型的工作過程：

潛孔錘正常沖擊鉆進(jìn)時，驅(qū)動潛孔錘活塞做功后的一部分氣體由鉆頭本體1的底噴孔4高速噴出，然后攜帶巖屑經(jīng)擴(kuò)壓槽10進(jìn)入中心通道8，另一部分氣體進(jìn)入鉆頭本體1側(cè)壁上的內(nèi)噴射孔3，然后沿環(huán)形空間下行至弧形管6與底管5間隙配合形成的環(huán)狀噴嘴結(jié)構(gòu)，由于氣體的附壁效應(yīng)，高速氣流將沿弧形管6的弧形面內(nèi)側(cè)壁附壁流動。在高速氣流的卷吸作用下，周圍的氣體不斷地向弧形管6的弧形面流動，并在其附近產(chǎn)生較大的負(fù)壓區(qū)，在壓力差的作用下，從擴(kuò)壓槽10進(jìn)來的氣體和環(huán)空的氣體對鉆頭本體1進(jìn)行冷卻并攜帶巖屑沿鉆頭本體1的底部流道進(jìn)入中心通道8，反循環(huán)到地表。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。