一种旋转式水力切割煤岩装置的制作方法

1.本实用新型一种旋转式水力切割煤岩装置，属于旋转式水力切割煤岩装置技术领域。


背景技术：

2.当前在进行巷道开掘或回采工作时，将破坏原来煤岩内部各部分应力的平衡状态，引起岩体内部应力的重新分布，重新分布的应力在超过煤岩内部可承受的极限强度时，将使巷道和回采工作面周围的煤岩层发生破坏，这种情况将持续到煤岩内部重新达到新的应力平衡为止，此时矿山内部压力将对现实的作业生产安全构成极大威胁，因此在开掘回采时，需要针对相应地段的煤岩层进行人工卸压。
3.目前人工卸压使用的是一种老式水力压裂装置，主要由人工推送压裂钢管，但由于压裂装置内部处于静止状态，水力切顶效果局限性较大，无法达到预期效果；压裂钢管的强度必须达到旋转动作和高压要求，由于其钢管直径较小，在旋转过程易出现断裂情况，另外在旋转切割过程由于煤岩受到高压水作用处于断裂紊乱状态，还容易造成管壁受到煤岩挤压，无法持续卸压，人工推送压裂设备过程中存在较大安全隐患，使得切割的灵活性、机动性差。


技术实现要素：

4.本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种旋转式水力切割煤岩装置结构的改进。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种旋转式水力切割煤岩装置，包括出水钢管和固定钢管，所述出水钢管的管壁外侧包裹有加压胶囊，所述固定钢管的管壁外侧包裹有固定胶囊，所述出水钢管与加压胶囊接触的两端、固定钢管与固定胶囊接触的两端均使用滚轴进行软连接；
6.所述出水钢管具体通过设置有内螺纹孔的连接器与固定钢管连接；
7.在出水钢管两端的管壁上均设置有出水口，所述出水钢管位于加压胶囊内部的管壁上还开设有加压口，在出水钢管的两端还活动安装有限位器，所述限位器能够在出水钢管上滑动，用于遮蔽出水口；
8.所述固定胶囊的一侧还设置有进气口，所述进气口通过连接加压管道与加压器相连；
9.所述固定钢管的驱动端与旋转马达的驱动轴同轴连接。
10.所述出水口的直径尺寸为0.5-2厘米，所述加压口在出水钢管上开出口的长度为1-10厘米。
11.所述滚轴的外侧还设置有滚轴滑套。
12.所述出水口的数量为两个，并相对开设在出水钢管的管壁上。
13.所述加压器对固定胶囊进行打压使固定胶囊内部压力维持在10mpa-30mpa。
14.本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供一种旋转式水力切割煤岩装置，具体采用两根高压钢管作为出水水头，第一根设置端头、端尾出水口，第二根使用高压胶囊附于钢管外壁，中间滚轴作为旋转连接部位，第二作业前对高压胶囊进行打压，内部压力达到18mpa-20mpa时高压胶管处于膨胀状态，起到固定、封孔作用，作业开始时，移动泵站或高压泵车施压注水，旋转马达运转带动钢管作用，水柱喷出后实现水力切割功能；使用该旋转式水力切割装置可以由机械操作代替人工，降低切割劳动工作强度，能够提高作业安全系数，降低切割作业成本。
附图说明
15.下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
16.图1为本实用新型的结构示意图；
17.图2为本实用新型的使用效果图；
18.图中：1为出水钢管、2为固定钢管、3为加压胶囊、4为固定胶囊、5为滚轴、6为连接器、11为出水口、12为加压口、13为限位器、21为加压管道、22为加压器、31为旋转马达。
具体实施方式
19.如图1和图2所示，本实用新型一种旋转式水力切割煤岩装置，包括出水钢管1和固定钢管2，所述出水钢管1的管壁外侧包裹有加压胶囊3，所述固定钢管2的管壁外侧包裹有固定胶囊4，所述出水钢管1与加压胶囊3接触的两端、固定钢管2与固定胶囊4接触的两端均使用滚轴5进行软连接；
20.所述出水钢管1具体通过设置有内螺纹孔的连接器6与固定钢管2连接；
21.在出水钢管1两端的管壁上均设置有出水口11，所述出水钢管1位于加压胶囊3内部的管壁上还开设有加压口12，在出水钢管1的两端还活动安装有限位器13，所述限位器13能够在出水钢管1上滑动，用于遮蔽出水口11；
22.所述固定胶囊4的一侧还设置有进气口，所述进气口通过连接加压管道21与加压器22相连；
23.所述固定钢管2的驱动端与旋转马达31的驱动轴同轴连接。
24.所述出水口11的直径尺寸为0.5-2厘米，所述加压口12在出水钢管1上开出口的长度为1-10厘米。
25.所述滚轴5的外侧还设置有滚轴滑套。
26.所述出水口11的数量为两个，并相对开设在出水钢管1的管壁上。
27.所述加压器22对固定胶囊4进行打压使固定胶囊4内部压力维持在10mpa-30mpa。
28.本实用新型提供一种旋转式水力切割煤岩装置，主要用于煤矿综采工作面、掘进工作面或者隧道施工过程中水力压裂、切顶、割缝、造穴和卸压等作业。
29.本实用新型具体使用两根高压钢管作为高压水头，与高压胶囊内部使用滚轴进行软连接，克服了老式封孔器单一水柱切割覆盖面低的缺陷，老式压裂装置在静止状态下，出水口只能发射一条水柱，有可能只形成一个孔点而无法覆盖一整个切割面，而本实用新型切割装置的切割水柱受到旋转动力会直接形成一个旋转半径的圆，使切割效果更直接，提升切割效率。
30.本实用新型提供的旋转式水力切割装置使用范围广、机动性强，对高压泵车加装旋转马达和操作平台，形成可移动式的“水力压裂车”，将加压部、液箱、旋转平台、行走部、切割臂为一体，作用于综采面的水力切顶、掘进工作面的水力造穴、割缝及隧道施工切割硬岩的作用，具有灵活、机动、可靠的优点，大大降低了工人的劳动强度，降低了安全风险，老式水力压裂过程由于需要人工支撑送钻，送钻强度随切割深度增加而增大，且人员站位和操作具有高风险性，本实用新型实现机械作业代替人工作业，提高了作业效率和安全性。
31.经过实际测验，该装置配合夹持器使用，减少人工抬钻环节，可以降低人员协同失调而导致工作平台倾倒伤人或高空坠落的风险，结构优化后的切割装置在使用时，仅需3人操作即可完成水力压裂作业，且同时提高了压裂装置的稳定性，提高了作业效率和质量，避免老式装置压裂效果差的返工现象，节约了作业时间成本，原来以40m的压裂深度要求上钻杆时间需要60分钟，现在仅需20分钟。
32.关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，解决本实用新型提出的技术问题；以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。


技术特征：
1.一种旋转式水力切割煤岩装置，包括出水钢管（1）和固定钢管（2），其特征在于：所述出水钢管（1）的管壁外侧包裹有加压胶囊（3），所述固定钢管（2）的管壁外侧包裹有固定胶囊（4），所述出水钢管（1）与加压胶囊（3）接触的两端、固定钢管（2）与固定胶囊（4）接触的两端均使用滚轴（5）进行软连接；所述出水钢管（1）具体通过设置有内螺纹孔的连接器（6）与固定钢管（2）连接；在出水钢管（1）两端的管壁上均设置有出水口（11），所述出水钢管（1）位于加压胶囊（3）内部的管壁上还开设有加压口（12），在出水钢管（1）的两端还活动安装有限位器（13），所述限位器（13）能够在出水钢管（1）上滑动，用于遮蔽出水口（11）；所述固定胶囊（4）的一侧还设置有进气口，所述进气口通过连接加压管道（21）与加压器（22）相连；所述固定钢管（2）的驱动端与旋转马达（31）的驱动轴同轴连接。2.根据权利要求1所述的一种旋转式水力切割煤岩装置，其特征在于：所述出水口（11）的直径尺寸为0.5-2厘米，所述加压口（12）在出水钢管（1）上开出口的长度为1-10厘米。3.根据权利要求1所述的一种旋转式水力切割煤岩装置，其特征在于：所述滚轴（5）的外侧还设置有滚轴滑套。4.根据权利要求1所述的一种旋转式水力切割煤岩装置，其特征在于：所述出水口（11）的数量为两个，并相对开设在出水钢管（1）的管壁上。5.根据权利要求1所述的一种旋转式水力切割煤岩装置，其特征在于：所述加压器（22）对固定胶囊（4）进行打压使固定胶囊（4）内部压力维持在10mpa-30mpa。

技术总结
本实用新型一种旋转式水力切割煤岩装置，属于旋转式水力切割煤岩装置技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种旋转式水力切割煤岩装置结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括出水钢管和固定钢管，出水钢管的管壁外侧包裹有加压胶囊，固定钢管的管壁外侧包裹有固定胶囊，出水钢管与加压胶囊接触的两端、固定钢管与固定胶囊接触的两端均使用滚轴进行软连接；出水钢管具体通过设置有内螺纹孔的连接器与固定钢管连接；在出水钢管两端的管壁上均设置有出水口，出水钢管位于加压胶囊内部的管壁上还开设有加压口，在出水钢管的两端还活动安装有限位器，限位器能够在出水钢管上滑动，用于遮蔽出水口；本实用新型应用于井下煤岩切割场所。煤岩切割场所。煤岩切割场所。


技术研发人员：刘嵘 霍灵军 李昊 杜军 张欣 王杨 刘彦鹏 张永鹏 唐政廉
受保护的技术使用者：山西潞安集团余吾煤业有限责任公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/3/22