本實用新型屬于煤礦瓦斯災害防治技術領域,具體涉及一種用于煤層不同方位角鉆孔開孔鉆進的全程定位裝置。
背景技術:
瓦斯抽采技術在煤礦的實際應用一方面降低了煤層瓦斯含量,保障了煤層的安全開采,另一方面抽出的高濃度瓦斯可作為一種清潔能源使用。瓦斯抽采技術應用的好壞在很大程度上取決于鉆孔的各項質量參數,如孔徑,方位,孔間距,孔深等,其中鉆孔方位的設定尤為重要,由于煤層滲透率具備各向異性,因此為提高瓦斯抽采率,井下也常布置不同方位角的鉆孔。通過煤礦井下實踐發現,由于巷道底板布置有刮板運輸機,且巷道內靠近煤壁側常布置有風筒,因此很多鉆機支架布置后,鉆桿和煤壁之間存在較遠距離。在鉆頭開孔,鉆桿鉆進過程中,由于鉆機的巨大動力作用,常常導致鉆桿在鉆進過程中存在較大的擺動幅度,也因此導致實際成孔的各項質量參數偏離設計參數。特別是開孔過程中,鉆桿帶動鉆頭震動偏差較大,如若開口方位存在誤差,則鉆孔成孔的各項參數均會發生較大誤差。另外《煤礦安全規程》規定鉆機開進過程中,鉆機前后不允許人員靠近,因此,鉆桿送進過程中的方位偏差無法及時校正。考慮到井下施工人員的安全,并有效的保證成孔參數,有必要設計一種用于煤層不同方位角鉆孔開孔鉆進的全程定位裝置,保證不同方位角條件下,鉆孔的開口鉆進可以在定位裝置的作用下高質量完成。
技術實現要素:
本實用新型為了解決現有技術中的不足之處,提供了一種用于煤層不同方位角鉆孔開孔鉆進的全程定位裝置,該裝置中的垂直支撐柱,水平支撐架和支撐斜拉架形成的三角穩定結構有效的保證了固定筒的穩定性,也即保證了開口鉆進過程中鉆頭鉆桿的穩定進尺,另外垂直支撐柱下部的液壓室,水平支撐架左端的推進轉手以及支撐斜拉架下端的液壓室與可轉動端頭部件共同保證了不同方位角條件下該用于煤層不同方位角鉆孔開孔鉆進的全程定位裝置的實用性。
為解決上述技術問題,本實用新型采用如下技術方案:用于煤層不同方位角鉆孔開孔鉆進的全程定位裝置,包括垂直支撐柱,水平支撐臺,水平支撐架,支撐斜拉架,鉆機,鉆桿,鉆頭,定位筒,其中水平支撐臺固定于垂直支撐柱的上部,水平支撐架一端固定于垂直支撐柱的中部,另一端連接支撐斜拉架,支撐斜拉架一端固定于垂直支撐柱的底座上,另一端固定定位筒;
所述的垂直支撐柱包括底座,液壓室,進液口,排液口,外層支撐柱,可升降支撐柱,上端固定卡套,下端固定卡套,支撐頂盤,其中底座右側壁設有連接座,外層支撐柱焊接至底座上,可升降支撐柱可以在液壓室的調節下完成升降,支撐頂盤在工作過程中頂死巷道頂板,底座和支撐頂盤共同固定死垂直支撐柱;
所述的水平支撐臺右端設有鉆桿支撐臺,鉆桿支撐臺上通過插銷固定圓柱形銅環,鉆機安裝在水平支撐臺上,鉆機可在動力作用下沿水平支撐臺前進或后退,水平支撐臺左端通過上端固定卡套固定于垂直支撐柱的上部;
所述的水平支撐架包括推進轉手,外層支撐架,可進退支撐架,水平支撐柱的右端開有插銷孔,外層支撐架左端通過下端固定卡套固定于垂直支撐柱的中部,推進轉手穿過外層支撐架的左端,且推進轉手的右端與可進退支撐架的左端焊接一起,可進退支撐架在推進轉手的作用下完成前進或者后退;
所述的支撐斜拉架包括可轉動端頭,下部液壓室,液壓室進液口,液壓室排液口,外層斜拉架,可伸縮斜拉架,中部插銷套,上端插銷套,上端插銷孔,其中外層斜拉架的下端與可轉動端頭焊接在一起,可轉動端頭上開有下部連接孔,可轉動端頭上的下部連接孔與底座上的連接座對應,則可轉動端頭與底座可通過螺絲釘和螺帽固定,可伸縮斜拉架在下部液壓室的調節下完成伸長或者縮短;
所述的中部插銷套的下端通過螺栓螺帽固定在可伸縮斜拉架的中部,中部插銷套的上端與水平支撐架右端的插銷孔通過螺栓螺帽固定,另外上端插銷套的上端與定位筒下端的連接孔通過螺栓螺帽固定,上端插銷套的下端與可伸縮斜拉架上的上端插銷孔通過螺栓螺帽固定;
所述的定位筒為一定壁厚的圓柱形銅環,定位筒右端口嵌有固定齒,鉆進開始后,固定齒可插入煤壁,起到更好的固定作用;
所述的鉆機左端有電纜連接口,右端有轉頭,鉆頭通過螺絲釘和螺帽固定在鉆桿的右端,鉆桿的左端通過螺絲釘和螺帽固定在鉆機的轉頭上,鉆桿與鉆桿之間通過螺絲釘和螺帽連接。
附圖說明
圖1是本實用新型的整體示意圖
圖2是本實用新型的垂直支撐柱示意圖
圖3是本實用新型的水平支撐臺示意圖
圖4是本實用新型的水平支撐架示意圖
圖5是本實用新型的支撐斜拉架示意圖
圖6是本實用新型的插銷孔插銷套示意圖
圖7是本實用新型的定位筒示意圖
具體實施方式
如圖1-圖7所示,本實用新型的用于煤層不同方位角鉆孔開孔鉆進的全程定位裝置,包括垂直支撐柱1,水平支撐臺2,水平支撐架3,支撐斜拉架4,鉆機5,鉆桿6,鉆頭7,定位筒8,其中水平支撐臺2固定于垂直支撐柱1的上部,水平支撐架3一端固定于垂直支撐柱1的中部,另一端連接支撐斜拉架4,支撐斜拉架4一端固定于垂直支撐柱1的底座101上,另一端固定定位筒8;垂直支撐柱1包括底座101,液壓室102,進液口103,排液口104,外層支撐柱105,可升降支撐柱106,下端固定卡套107,上端固定卡套108,支撐頂盤109,其中底座101右側壁設有連接座110,外層支撐柱105焊接至底座101上,可升降支撐柱106可以在液壓室102的調節下完成升降,支撐頂盤109在工作過程中頂死巷道頂板,底座101和支撐頂盤109共同固定死垂直支撐柱1;水平支撐臺2右端設有鉆桿支撐臺201,鉆桿支撐臺201上通過插銷固定圓柱形銅環202,鉆機5安裝在水平支撐臺2上,鉆機5可在動力作用下沿水平支撐臺2前進或后退,水平支撐臺2左端通過上端固定卡套108固定于垂直支撐柱1的上部;水平支撐架3包括推進轉手301,外層支撐架302,可進退支撐架303,水平支撐柱3的右端開有插銷孔304,外層支撐架302左端通過下端固定卡套107固定于垂直支撐柱1的中部,推進轉手301穿過外層支撐架302的左端,且推進轉手301的右端與可進退支撐架303的左端焊接一起,可進退支撐架303在推進轉手301的作用下完成前進或者后退;支撐斜拉架4包括可轉動端頭401,下部液壓室402,液壓室進液口403,液壓室排液口404,外層斜拉架405,可伸縮斜拉架406,中部插銷套407,上端插銷套408,上端插銷孔409,其中外層斜拉架405的下端與可轉動端頭401焊接在一起,可轉動端頭401上開有下部連接孔410,可轉動端頭401上的下部連接孔410與底座101上的連接座110對應,則可轉動端頭401與底座101可通過螺絲釘和螺帽固定;可伸縮斜拉架406在下部液壓室402的調節下完成伸長或者縮短,中部插銷套407的下端通過螺栓螺帽固定在可伸縮斜拉架406的中部,中部插銷套407的上端與水平支撐架3右端的插銷孔304通過螺栓螺帽固定;上端插銷套408的上端與定位筒8下端的連接孔802通過螺栓螺帽固定,上端插銷套408的下端與可伸縮斜拉架406上的上端插銷孔409通過螺栓螺帽固定;定位筒8為一定壁厚的圓柱形銅環,定位筒8右端口嵌有固定齒801,定位筒8下端開有兩個連接孔802,鉆進開始后,固定齒801可插入煤壁,起到更好的固定作用;鉆機5左端有電纜連接口501,右端有轉頭502;鉆頭7通過螺絲釘和螺帽固定在鉆桿6的右端,鉆桿6的左端通過螺絲釘和螺帽固定在鉆機5的轉頭502上,鉆桿與鉆桿之間通過螺絲釘和螺帽連接。
本實用新型的用于煤層不同方位角鉆孔開孔鉆進的全程定位裝置的原理:
本實用新型的用于煤層不同方位角鉆孔開孔鉆進的全程定位裝置通過下端的三角穩定結構保證了不同方位角鉆孔開孔鉆進順利進行。在煤層鉆孔方位角確定后,首先連接鉆頭鉆桿,然后根據開孔的實際位置調節水平支撐架和支撐斜拉架的長度和角度,保證鉆頭穿過支撐斜拉架上端的固定筒,然后,采用螺栓螺帽將水平支撐架右端的插銷孔和支撐斜拉架中部的插銷套固定死,同時采用螺栓螺帽將支撐斜拉架上的上端插銷孔與固定筒下端的插銷套固定死,完成固定后即可打開鉆機進行鉆進;垂直支撐柱,水平支撐架和支撐斜拉架形成的三角穩定結構有效的保證了固定筒的穩定性,也即保證了開口鉆進過程中鉆頭鉆桿的穩定進尺,另外垂直支撐柱下部的液壓室,水平支撐架左端的推進轉手以及支撐斜拉架下端的液壓室與可轉動端頭部件共同保證了不同方位角條件下該用于煤層不同方位角鉆孔開孔鉆進的全程定位裝置的實用性。