高压磨料钻割一体装配[最新]

高压磨料钻割一体装配[最新] 高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备 产品概述 产品介绍 图3-1 产品实物图 产品用途:解决低渗透性高瓦斯煤层瓦斯突出问题 主要原理:在打钻完成后，利用高压磨料射流直接在钻孔内进行水力割缝，以达到钻孔内煤体卸压增透、提高高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽放率的目的。 技术适用性:该设备将钻机钻孔技术与高压水磨料割缝技术相结合，适用于煤矿低渗透性煤层的卸压增渗，提高煤层透气性，提高瓦斯抽放率，解决高瓦斯煤层开采过程中的瓦斯涌出、瓦斯突出问题。 技术:在钻机钻进过程中，清水经过高压泵站加压，经钻杆将高压水射流输送至钻头部位的正向喷嘴射出，与钻机共同完成钻进作业;钻进结束后，钻 机停止转动，只进行退钻作业，高压泵站加压，水压达到预定压力值后，清水与高压磨料发生装置产生的磨料粒子相混合，与此同时钻头压控装置完成射流直向钻孔到侧向割缝的切换，进行割缝作业。从而实现钻割一体化。 在研究过程中获得的国家支持有: * 国家自然科学基金资助项目(50534090，50574093) * 高等学校博士点专项科研基金(20030290013) * 国家重点基础研究发展(2005cb221506) * 国家十五重点科技攻关项目(2005BA813B07) * 国家科技支撑项目(2006BAK03B0403) 产品技术专利及所获荣誉(详见附录) 核心技术 图3-2 钻头外观图 工作原理 高压磨料射流钻割一体化割缝 防突 设备是一种集打钻、高压磨料 射流割缝卸压一体的新型防突设备。该设备组成包括:1-水箱、2-过滤器、3-高压泵、4-溢流阀、5-单向阀、6-压力、7-截止阀、8-过滤筛网、9-高压磨料罐、10-混合腔、11-磨料浓度调节阀、12-钻机、13-支架、14高强度钻杆、15压控钻割装置。 本设备从高压泵站出来的高压水分成三路，分别为:第一路高压水到达磨料发生器的顶部，迫使磨料往下运动;第二路高压水经过单向阀到达磨料发生器底部的混合腔，依靠水的流动将磨料罐中流下来的磨料携带走;第三路高压水称为旁通水路，高压泵出来的高压水经过旁通水路直接送到磨料罐的下游，引射出混合腔里磨料浆，第二、三路的流体混合均匀后，经钻杆进入前端钻头处的喷嘴。从喷嘴射流出的高压混合流体起到切割煤体的作用，从而来增加低渗透性煤层的透气性，使煤岩卸压增渗，提高瓦斯的抽放率。该设备是一套防治瓦斯突出，保障煤矿安全生产的有效装备。 附图说明: 附图3-3——高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备系统结构示意图 具体实施方式: 以下结合附图3-3～对本设备的结构特征作进一步的说明: 本设备组成包括:高压泵站,磨料发生装置,钻机,高强度钻杆,压控钻割装置等。 设备工作过程:在钻机钻进过程中～清水经过高压泵站加压～经钻杆将高压水射流输送至钻头部位的正向喷嘴射出～与钻机共同完成钻进作业,钻进结束后～钻机停止转动～只进行退钻作业～高压泵站加压～水压达到预定压力值后～清水与高压磨料发生装置产生的磨料粒子 相混合～与此同时钻头压控装置完成射流直向钻孔到侧向割缝的切换～进行割缝作业。从而实现钻割一体化。 图3-3 高压磨料射流钻割一体化割缝防突设备结构示意图 1-水箱 2-过滤器3-高压泵 4-溢流阀 5-单向阀 6-压力表 7-截止阀 8-过滤筛网 9-高压磨料罐 10-混合腔 11-磨料浓度调节阀 12-钻机 13-支架 14高强度钻杆 15压控钻割装置 产品的技术参数 产品的可行性分析 图3-4 使用产品后的效果图 技术的优越性和主要创新点 优越性 本设备的优越性体现在以下四个方面: (一) 采用高压磨料射流技术在回采工作面瓦斯抽放钻孔内进行割缝，使钻孔内煤 体卸压、增透和瓦斯排放有效影响范围扩大，并进行回采工作面瓦斯抽放参 数优化的研究工作，达到提高瓦斯抽放率的目的，减少回采过程中的瓦斯涌 出量，提高矿井生产的安全性; (二) 本设备技术含量高，多学科交叉，其中涉及:岩体力学、流体力学、多相流 理论、机械设计、密封技术等; (三) 通过对低渗透性高瓦斯煤层的钻孔、割缝的一次性完成，提高了煤层的透气 性，给煤层内部卸压、瓦斯释放和流动创造了良好的条件。煤层卸压范围大、 整体卸压充分，提高煤层抽放瓦斯的能力，起到防止突出的有效作用; (四) 本设备操作方便、工序简单，与传统的钻孔、割缝相比大大节省了工作时间， 提高工作面进尺速度，减轻了工人的工作量。