[发明专利]一种脉冲气体破煤扩孔装置

说明书

本发明公开一种脉冲气体破煤扩孔装置，属于煤矿安全生产领域装备，包括高压气体胶管、射流外筒、旋转涡轮、径向喷头、阻尼活塞、旋转内筒、柱形弹簧、轴向喷头和外筒挡环。通过该装置实现气体在径向和轴向的打孔及扩孔，仅需通过调整气体压力达到气体涡流环状聚能破煤，得到所需要的孔，形成大直径空洞，从而消耗煤体的冲击能量，达到防治冲击地压的目的，破煤效果好，成孔效率高，不会出现卡钻问题。

技术领域

本发明涉及煤矿安全生产领域，属于一种深部冲击地压防治装备，尤其涉及一种脉冲气体破煤扩孔装置。

背景技术

为防治冲击地压灾害，需要在巷道煤体上打孔，改变它们的结构从而改变它们的性质，消耗掉它们内部的冲击能，达到防治的目的。由于巷道煤体处地质情况的复杂多变，普通钻具钻头、钻杆的直径不同，所以经常出现卡钻问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明通过调整供气压力，产生涡环聚能气流破煤作用，实现打孔和扩孔，形成扩大的大直径煤体空洞，吸收煤体的冲击能量，达到防治冲击地压作用。

通过调整气体压力，可以使煤体中同一孔中不同位置的孔径不同，实现巷道煤体边邦处的孔口很小，但里面很大的孔，孔径大，孔深大，释放煤体的能量，破煤效果好，成孔效率高，即减少巷道的破坏，又能最大程度的消耗冲击能量，防治冲击地压。高压气体胶管外径与整个装置外径相同，不存在因为直径不同和煤体压力变形的卡钻问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种脉冲气体破煤扩孔装置，包括高压气体胶管1、射流外筒2、旋转涡轮3、径向喷头4、阻尼活塞5、旋转内筒6、柱形弹簧7、轴向喷头8和外筒挡环9。所述的旋转内筒的外径和射流外筒的内径相同，阻尼活塞的外径和旋转内筒的内径相同。

优选，所述的射流外筒设置有外筒凸起21和四个均匀对称分布的径向喷头安装孔22。外筒凸起21起到约束高压气体胶管1和旋转涡轮3的作用。径向喷头安装孔22为圆柱形，四个径向喷头安装孔22和四个径向喷头4螺纹连接。

进一步优选，所述的径向喷头4的内部设有倾斜的半径逐渐变小的圆锥形喷孔，喷孔进口41大于喷孔出口42，喷孔进出口设置倒角，喷孔的表面涂层为陶瓷耐磨材料。

进一步优选，所述的阻尼活塞5中心设置阻尼孔51，材料为轻质耐磨碳纤维材料。

进一步优选，所述的旋转内筒6设置有四个均匀对称分布的通气孔61，初始无供气状态，射流外筒2的径向喷头安装孔22与旋转内筒的通气孔61重合，阻尼活塞5挡住通气孔。

进一步优选，所述的旋转涡轮3放入旋转内筒6的进气端并焊接外圈；所述的柱形弹簧焊接在阻尼活塞的前端进一步优选，所述的轴向喷头8置于旋转内筒6的最前端，轴向喷头8的内部均匀对称分布有四个倾斜的半径逐渐变小的圆锥形孔，孔的进口81大于出口82，进口81和出口82设置倒角，进口81和出口82之间为陶瓷耐磨涂层材料，轴向喷头8与旋转内筒6通过螺纹连接。旋转内筒6转动时，轴向喷头8随之转动。

附图说明

图1为本发明的一种脉冲气体破煤扩孔装置的结构剖面示意图；

图2为本发明的射流外筒2的侧视图；

图3为本发明的径向喷头4的俯视图；

图4为本发明的阻尼活塞5的侧视图；

图5为本发明的旋转内筒6的侧视图；

图6为本发明的轴向喷头8的侧视图。

其中图中:1—高压气体胶管，2—射流外筒，3—旋转涡轮，4—径向喷头，5—阻尼活塞，6—旋转内筒，7—柱形弹簧，8—轴向喷头，9—外筒挡环，21—外筒凸起，22—径向喷头安装孔，41—喷孔进口，42—喷孔出口，51—阻尼孔，61—通气孔，62—旋转内筒实体。81—进口，82—出口。

具体实施方式