一種防止高壓水頂鉆裝置的制作方法

本實用新型屬于礦山鉆孔探水領域，具體涉及一種防止高壓水頂鉆裝置。

背景技術：

在進行礦山巷道掘進或者開采過程中，為了防止礦井突水，要對預采掘段的煤巖體進行含水性探測以保證開挖的安全。探測常采用鉆探的方法，即對預開挖段施工若干個探水鉆孔，通過鉆孔的出水情況判斷預開挖段煤巖體的含水情況，以決定是否直接開挖還是治理后再開挖。采掘段的煤巖體中所含的水一般為承壓水，尤其在深部礦井，承受的承壓水水壓甚至達到10MPa以上，當鉆孔揭露這種承壓含水段時，巨大的水壓會對鉆頭產生巨大的壓力而，把整個鉆桿頂出鉆孔，幾十米的鉆桿像箭一般的飛出鉆孔，鉆機被頂翻，甚至造成鉆機、鉆桿傷人事故。與此同時，高壓水也極有可能沖出鉆孔，發展成為突水事故。

技術實現要素：

為了克服鉆孔探水過程中出現高承壓水頂鉆的現象，本發明提供一種防止高壓水頂鉆裝置，其技術解決方案是整個裝置包括鉆桿、圓臺狀凸起、圓臺狀凹槽、外殼、擋盤、彈簧、開關螺栓、固定螺栓，鉆桿表面鑄有圓臺狀凸起，緊挨圓臺狀凸起的底面開切一圈圓臺狀凹槽，外殼包裹住整個裝置，彈簧一端與擋盤底面固定連接，彈簧另一端與開關螺栓一端固定連接，開關螺栓另一端與外殼螺栓連接。所述圓臺狀凹槽側面的傾角與所述圓臺狀凸起側面的傾角相同；所述外殼通過固定螺栓固定于巖體上；所述擋盤頂面為半圈圓臺側面，圓臺側面的傾角與圓臺狀凸起側面的傾角相同，每組有兩個擋盤，兩個擋盤對稱分布，為了增強擋盤的阻擋作用，可以設置多組擋盤；所述彈簧位于擋盤與開關螺栓之間，一端與擋盤固定連接，另一端與開關螺栓固定連接；所述開關螺栓通過外殼上的螺紋孔與外殼螺栓連接，旋轉開關螺栓可以從外殼中取出開關螺栓或者改變開關螺栓在外殼中的位置；圓臺狀凸起與擋盤接觸時的位置關系有兩種情況，一種是圓臺狀凸起側面與擋盤頂面接觸，兩個擋盤向兩側移動，另一種是擋盤頂面滑入圓臺狀凹槽中時擋盤側面與圓臺狀凸起底面接觸，擋盤阻擋住鉆桿后退，圓臺狀凹槽的存在可以增大圓臺狀凸起底面與擋盤的接觸面積。

在鉆桿前進的過程中，當鉆桿上的圓臺狀凸起接觸到第一組擋盤頂面時，兩個擋盤分別向兩側移動，圓臺狀凸起便頂開擋盤繼續前進，當圓臺狀凸起完全通過擋盤時，擋盤便在彈簧的彈力作用下彈出來并與鉆桿表面接觸，這種接觸不會影響鉆桿繼續前進。當鉆桿前進的過程中遇到高壓水時，在高壓水作用下鉆桿后退，在鉆桿后退的過程中，圓臺狀凸起底 面與擋盤接觸，擋盤便會阻擋住鉆桿的后退，圓臺狀凹槽的存在增大了圓臺狀凸起底面與擋盤的接觸面積，增強了擋盤的阻擋作用。當需要將鉆桿從鉆孔中取出時，只要將開關螺栓擰出，彈簧和擋盤便會隨著開關螺栓一同擰出，此時便可以取出鉆桿。該裝置巧妙的利用圓臺的形狀特點，可以使鉆桿能夠自動前進且自動防止后退。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

圖1是防止高壓水頂鉆裝置的平面剖視結構示意圖。

圖2是防止高壓水頂鉆裝置的立體結構示意圖。

圖3是防止高壓水頂鉆裝置的立體剖視結構示意圖。

圖4是擋盤、彈簧和開關螺栓的立體結構示意圖。

圖5是圓臺狀凸起頂開擋盤過程中的平面剖視結構示意圖。

圖6是擋盤抵擋住圓臺狀凸起時的平面剖視結構示意圖。

圖中，1、鉆桿；2、圓臺狀凸起；3、圓臺狀凹槽；4、外殼；5、擋盤；6、彈簧；7、開關螺栓；8、固定螺栓；9、巖體。

具體實施方式

以下是本實用新型的具體實施例，并結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。

如圖1至圖6所示，一種防止高壓水頂鉆裝置，整個裝置包括鉆桿1、圓臺狀凸起2、圓臺狀凹槽3、外殼4、擋盤5、彈簧6、開關螺栓7、固定螺栓8，所述鉆桿1，上面鑄有圓臺狀凸起2，緊挨圓臺狀凸起2的底面開切有一圈圓臺狀凹槽3，圓臺狀凹槽3的傾角與圓臺狀凸起2的傾角相同；所述外殼4，通過固定螺栓8固定于巖體9上，包裹住整個裝置；所述擋盤5，頂面為半圈圓臺側面，圓臺側面的傾角與圓臺狀凸起2的傾角相同，底面與彈簧6固連，每組有兩個擋盤5，兩個擋盤5對稱分布，為了增強擋盤5的阻擋作用，可以設置多組擋盤5；所述彈簧6，一端與擋盤5固連，另一端與開關螺栓7固連；所述開關螺栓7，與外殼4為螺栓連接。

在鉆桿1前進的過程中，當鉆桿1上的圓臺狀凸起2接觸到第一組擋盤5頂面時，兩個擋盤5分別向兩側移動，圓臺狀凸起2便頂開擋盤5繼續前進，當圓臺狀凸起2完全通過擋盤5時，擋盤5便在彈簧6的彈力作用下彈出來并與鉆桿1表面接觸，這種接觸不會影響鉆桿1繼續前進。當鉆桿1前進的過程中遇到高壓水時，在高壓水作用下鉆桿1后退，在鉆桿1后退的過程中，圓臺狀凸起2底面與擋盤5接觸，擋盤5便會阻擋住鉆桿1的后退， 圓臺狀凹槽3的存在增大了圓臺狀凸起2底面與擋盤5的接觸面積，增強了擋盤5的阻擋作用。當需要將鉆桿1從鉆孔中取出時，只要將開關螺栓7擰出，彈簧6和擋盤5便會隨著開關螺栓7一同擰出，此時便可以取出鉆桿1。該裝置巧妙的利用圓臺的形狀特點，可以使鉆桿1能夠自動前進且自動防止后退，能夠及時有效地防止高壓水頂鉆。