專利名稱：煤礦防治煤與瓦斯突出截割鉆桿的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤礦防治煤與瓦斯突出的鉆桿，適用于各類煤與瓦斯突出的煤層，尤其適合大型瓦斯突出礦井使用。
背景技術：
目前，礦井瓦斯突出是煤礦三大災害之一，瓦斯突出是賦存于煤層內部的瓦斯氣體，在礦山壓力作用下，以高壓高速高能量噴出，噴出的瓦斯量少則幾百立方，多則十萬立方以上，并伴隨著大量煤量涌出，從而引發瓦斯爆炸，因瓦斯突出而造成的事故，占煤礦重大傷亡事故的47％，目前國內外采取的主要防突措施，是向煤層內鉆打超前釋放鉆孔，提前釋放煤層內瓦斯，以緩沖煤層內瓦斯壓力對煤體的沖擊，從而達到防止煤與瓦斯突出的目的。目前，公知使用的防止煤與瓦斯突出的鉆桿有直線圓柱形和螺旋螺紋型兩種。其存在以下三方面的缺陷1.在煤層內只能鉆截面為圓形的鉆孔，且最大孔徑僅為78mm，釋放瓦斯效果差。2.鉆孔作業中，鉆桿直接對接屬間斷性作業，費時費力，工作效率極低。3.鉆桿的連接件頻繁的拆和接易損壞，生產成本高。
本實用新型的目的，是提供一種煤礦防治煤與瓦斯突出的新型鉆桿。它不僅能實現公知鉆桿的鉆孔功能，而且能對煤體進行縱向或橫向的隨意切割，可大幅度提高瓦斯釋放的有效面積，比公知鉆桿施工的鉆孔有效截面積提高20～30倍，且可減少鉆桿的對接次數，提高了工作效率，降低了生產成本。本實用新型申請前曾向國家煤炭管理局進行了調研，屬國內首創。現已進行了井下工業性試驗，并在陽泉、大同、太原等煤礦得到推廣，并已通過陽泉煤業(集團)鑒定，現已報送山西省進行省級科研成果評定。
發明內容
本實用新型的目的是這樣實現的，由鉆桿桿體與設置在另一端的鉆頭所組成，在目前使用的公知鉆桿的桿體或螺紋上，依據其結構特征與煤層的力學性質，設計改造加裝截割刀齒，使其增加具有截割功能的新型鉆桿。鉆桿形式有直線圓柱性、螺旋性兩種，其主要特征是在鉆桿桿體上設置有刀齒，設置在鉆桿桿體上的刀齒分別有方形、圓柱形、圓錐形三種形式。刀齒與鉆桿桿體的連接方式可為絲扣式、焊接式兩種。鉆桿與鉆頭的連接方式可為絲扣、快速接頭式兩種。井下作業時根據常規鉆桿作業方式首先鉆入煤體內，然后縱向橫向運動，借助刀齒的作用達到擴大孔徑的目的，根據我國煤層分類，本實用新型鉆桿，采用兩個系列，7種形式。
一、直線圓柱形系列1.刀齒在桿體上不規則排列，見附
圖1和附圖2。
2.刀齒在桿體上直線對稱排列，見附圖3和附圖4。
3.刀齒在桿體上直線不對稱排列，見附圖5和附圖6。
4.刀齒在桿體上呈螺旋形排列，見附圖7和附圖8。
二、螺旋螺紋型系列1.螺旋螺紋刀齒式。見附圖9和附
圖10。
2.螺旋螺紋鋸齒式。見附
圖11、附
圖12和附
圖13。
3.桿體刀齒式。見附
圖14和附
圖15。
本實用新型采用電動機驅動，減速器減速，截割鉆桿工作時產生的煤粉，直線圓柱形系列，由水流導出，螺旋螺紋型系列由螺旋導葉導出。截割鉆桿在現場工作程序將設備安裝于采掘工作面刮板運輸機上，如附
圖16和附
圖17。而后按常規鉆桿的施工順序，首先將鉆桿鉆入煤體，然后根據需要，給截割鉆桿施加縱向或橫向推力，對煤體進行切割，形成不同形狀不同大小的截面，從而達到更有效防治煤與瓦斯突出的目的。由于本實用新型鉆桿增加了截割功能，有效地擴大了瓦斯釋放面積，提高了瓦斯釋放效果，減少煤與瓦斯突出帶來的災害。由于其連續作業，工作效率高，生產成本低，給煤礦治理煤與瓦斯突出開辟了新的途徑。
以下結合附圖對本實用新型截割鉆桿的形成加以進一步的說明
圖1刀齒在桿體上不規則排列(直線圓柱形系列)。
圖2
圖1的1-1剖面圖。
圖3刀齒在桿體上直線對稱排列(直線圓柱形系列)。
圖4圖3的1-1剖面圖。
圖5刀齒在桿體上直線不對稱排列(直線圓柱形系列)。
圖6圖5的1-1面圖。
圖7刀齒在桿體上呈螺旋形排列(直線圓柱形系列)。
圖8圖7的1-1剖面圖。
圖9螺旋螺紋刀齒式(螺旋螺紋型系列)
圖10圖9的1-1剖面圖。
圖11螺旋螺紋鋸齒式(螺旋螺紋型系列)
圖12
圖11的1-1剖面圖。
圖13是
圖11的螺紋展開圖。
圖14桿體刀齒式(螺旋螺紋型系列)
圖15
圖14的1-1剖面圖。
圖16截割鉆桿井下工作圖。
圖17
圖16的1-1剖面圖。
圖中，1—電機；2—減速器；3—桿體；4—刀齒；5—鉆頭；6—螺紋。
具體實施方式
本實用新型煤礦防治煤與瓦斯突出截割鉆桿是通過下述加工工藝完成的。
1、直線圓柱形系列中的“刀齒在桿體上不規則排列”截割鉆桿，是在直線圓柱形桿體3上焊接刀齒4，刀齒呈不規則排列。
2、直線圓柱形系列中的“刀齒在桿體上直線對稱排列”截割鉆桿，是在直線圓柱形桿體3上焊接刀齒4，刀齒呈直線對稱排列。
3、直線圓柱形系列中的“刀齒在桿體上直線不對稱排列”截割鉆桿，是在直線圓柱形桿體3上焊接刀齒4，刀齒呈直線不對稱排列。
4、直線圓柱形系列中的“刀齒在桿體上呈螺旋形排列”截割鉆桿，是在直線圓柱形桿體3上焊接刀齒4，刀齒排列成螺旋形。
5、螺旋螺紋型系列中的“螺旋螺紋刀齒式”截割鉆桿，是在螺旋螺紋鉆桿螺紋6端面上焊接刀齒4而形成。
6、螺旋螺紋型系列中的“螺旋螺紋鋸齒式”截割鉆桿，是將螺旋螺紋鉆桿螺紋6通過機加工而形成鋸齒狀。
7、螺旋螺紋型系列中的“桿體刀齒式”截割鉆桿，是在螺旋螺紋鉆桿的桿體3上焊接刀齒4而形成。
權利要求1.一種煤礦防治煤與瓦斯突出的截割鉆桿，由鉆桿桿體與設置在另一端的鉆頭所組成，其主要特征是在鉆桿桿體上配置有截割刀齒。刀齒有方形、圓柱形、圓錐形三種形式，刀齒與鉆桿桿體的連接方式，有絲扣式、焊接式兩種，截割鉆桿與鉆頭的連接方式有絲扣與快速接頭式兩種。
2.根據權利要求1.所述的煤礦防治煤與瓦斯突出的截割鉆桿，其特征在于直線圓柱形鉆桿桿體上設置有直線不對稱刀齒。
3.根據權利要求1.所述的煤礦防治煤與瓦斯突出的截割鉆桿，其特征在于直線圓柱形鉆桿桿體上設置有直線對稱刀齒。
4.根據權利要求1.所述的煤礦防治煤與瓦斯突出的截割鉆桿，其特征在于直線圓柱形鉆桿桿體上設置的刀齒為螺旋形排列。
5.根據權利要求1.所述的煤礦防治煤與瓦斯突出的截割鉆桿，其特征在于螺旋螺紋鉆桿的螺紋端面上設置截割刀齒。
6.根據權利要求1.所述的煤礦防治煤與瓦斯突出的截割鉆桿，其特征在于螺旋螺紋鉆桿的螺紋為鋸齒形。
7.根據權利要求1.所述的煤礦防治煤與瓦斯突出的截割鉆桿，其特征在于螺旋螺紋鉆桿的桿體上，設置截割刀齒。
專利摘要本實用新型為一種煤礦防治煤與瓦斯突出的新型鉆桿，適用于各類煤與瓦斯突出的礦井，解決煤與瓦斯突出問題。針對公知鉆桿只能鉆孔，不能截割的弊端，設計研制而成。其形成的鉆孔截面比公知鉆桿大20～30倍。其特征是在公知鉆桿桿體上設置刀齒，鉆孔形成后借助刀齒的截割作用迅速擴孔。桿體有直線圓柱形、螺旋形兩種；設置在鉆桿桿體上的刀齒分別有方形、圓柱形、圓錐形三種形式；刀齒與鉆桿桿體的連接方式有絲扣式、焊接式兩種；截割鉆桿與鉆頭的連接方式有絲扣與快速接頭兩種。根據我國煤層分類特征，截割鉆桿分為直線圓柱型與螺旋螺紋型兩個系列，7種形式，為治理煤與瓦斯突出開辟了一條新途徑。
文檔編號E21F7/00GK2537818SQ0127671
公開日2003年2月26日 申請日期2001年12月3日 優先權日2001年12月3日
發明者劉潤身 申請人:劉潤身