[发明专利]一种自动分段排渣与截断岩芯的取芯系统及其使用方法

说明书

本发明涉及一种可以在巷道内自动分段排渣与截断岩芯的取芯系统及其使用方法，包括取芯管、专用钻机、高低压三通接头和水压增压泵；所述取芯管与专用钻机连接，高低压三通接头连接专用钻机，为取芯作业提供用于排渣的低压水和截割岩芯的高压水。在使用过程中可自动有效的排出钻孔深部的煤岩碎屑，并可以自动对钻孔深部岩芯进行截断，克服了传统取芯管难排深处煤岩渣及不能截断岩芯的缺陷。

技术领域

本发明涉及矿山巷道工程用具领域，特别涉及一种可以在巷道内自动分段排渣与截断岩芯的取芯系统及其使用方法。

背景技术

煤矿巷道内取芯是指为了解巷道围岩岩体整体情况，对巷道围岩进行岩石取样的过程。

目前，巷道内取芯通过取芯管与钻机配合完成，传统的取芯管接在钻机钻杆连接端，待取芯切割头切割进入地层后，可用取芯管连续取芯，然后从钻杆里取出。该方法因其取芯管结构十分简单及其操作单一而被广泛应用，然而该方法的一个严重缺陷就是当取芯管钻到一定深度后不能有效的排出钻孔深处的煤岩渣，由此造成钻进过程中经常出现卡钻与严重的粉尘现象，因此工人不得不佩戴层层严密的防尘口罩而严重影像工作效率。

因为上述问题的存在，利用水冲钻孔内的煤岩渣的取芯管得以被设计出来，然而现有具备该功能的取芯管出水口位于其端部，虽然在一定钻孔深度能够排出一定的煤岩渣，但是在长距离5m以上取芯上仍然显得力不从心，卡钻问题依然突出，由此造成大量的钻孔被中途浪费。

除上述问题之外，还有一个关键问题就是在坚硬煤岩层中当取芯管到达一定深度后，难以将深部的岩芯沿着其底部截断，因此往往出现取芯管取出后，岩芯遗留在钻孔内部的尴尬局面，由此不得不在钻机的带动下上下左右来回多次摆动以求折断岩芯而将其取出。这不仅严重影像工作效率而且还大大降低了相关器械的使用寿命。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种在巷道内可以自动分段排渣与截断岩芯的取芯系统及其使用方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种自动分段排渣与截断岩芯的取芯系统，包括取芯管、专用钻机、高低压三通接头和水压增压泵；所述取芯管与专用钻机连接，高低压三通接头连接专用钻机，为取芯作业提供用于排渣的低压水和截割岩芯的高压水；所述取芯管的一端设置截割齿，另一端为尾部实体段，设有能够与专用钻机连接的螺纹连接头，尾部实体段的中心固连有向外延伸的低压水管，低压水管内同轴设置高压水管；所述取芯管位于截割齿与尾部实体段之间的管壁内设有低压水腔，低压水腔由穿过尾部实体段的尾部通水孔与低压水管连通；高压水管穿过尾部通水孔进入低压水腔内，其出水端位于其中一截割齿的内侧，垂直指向取芯管的轴线；所述取芯管的管壁上设有排水孔，所述排水孔沿取芯管周向均布，并沿取芯管的长度设置至少两排，排水孔连通低压水腔，实现分段排渣；所述专用钻机内设有同轴设置的低压水管和高压水管，当专用钻机与取芯管连接时，钻机内的高、低压水管同取芯管的高、低压水管分别密封连接。

所述高低压三通接头的其中一个接头通过低压管与煤矿巷道内供水管道对接；另一个接头通过管道与煤矿巷道内供水管道对接，管道上设置水压增压泵，并且管道穿入高低压三通接头内并通过橡胶密封塞固定，其端部延伸至第三个接头中，与第三个接头同轴设置，通过螺纹与专用钻机内中的高、低压水管连接。

所述排水孔的开口方向与取芯管的钻进方向相反，各排水孔均设有半锥形排水孔尾槽，排水孔尾槽为半圆锥形结构，起到导流的作用，低压水腔内的水沿排水孔尾槽排出冲洗钻孔，使渣体排出孔外。

所述的其中一截割齿设有高压水截割孔，高压水截割孔为L形结构，其一端与低压水腔连通，另一端垂直指向取芯管的圆心，且出水口收缩，所述高压水管与截割孔插接。

所述高压水截割孔出水口的直径小于高压水管的内径。

所述取芯管的连接头设置内螺纹，所述专用钻机的机头连接端设置外螺纹，两者旋转连接。