水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭的制作方法
【專利摘要】本發明涉及煤礦水壓致裂處理頂板所用的切槽鉆頭，具體為水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭。解決現有切槽鉆頭只有一對切槽刃具及切槽刃具易斷裂的問題。本發明所述的切槽鉆頭，使用了兩組正交的切槽刃具，在打好的鉆孔壁上可以同時鑿切出兩個V行溝槽，與普通的切槽鉆頭相比，效率提高了一倍；兩組刀刃切割后可形成兩組環形裂縫，不僅提高了切槽刀刃切縫的穩定性、可靠性，同時保證了水壓致裂的破壞范圍和半徑，達到了弱化煤巖的作用，保證并提高了水壓致裂的效果和強度，是實現定向水壓致裂的有效鑿巖設備；兩組切槽刃具呈正交方位布置，合理利用了有限的空間；結構簡單、易于制造、成本低廉、使用方便、可靠。
【專利說明】
水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭
技術領域
[0001]本發明涉及煤礦水壓致裂處理頂板所用的切槽鉆頭，具體為水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭。
【背景技術】
[0002]在煤礦處理頂板方法中，水壓致裂以其操作方便、安全性高、實施效果好等優點目前已被廣泛推廣使用。水壓致裂的實現通過向巖石中打鉆孔，再使用切槽鉆頭進行切槽，而后通過高壓注水裝置封孔注水后，壓力達到巖石破壞強度值時實現致裂。現有的切槽鉆頭裝置只裝有一對切槽刃具，只能切割形成一條環形裂縫，且在切割巖石的過程中會出現切槽刃具斷裂等情況，影響切縫的形成，從而在一定程度上限制了水壓致裂的使用效果。
【發明內容】
[0003]本發明解決現有切槽鉆頭只有一對切槽刃具及切槽刃具易斷裂的問題，提供一種水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭。
[0004]本發明是采用如下技術方案實現的:水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭，包括鉆頭外套、一端伸入鉆頭外套的主軸，鉆頭外套上沿軸向開有兩個位置相對的第一出刀槽，沿軸向還開有兩個位置相對的第二出刀槽，第一出刀槽和第二出刀槽沿鉆頭外套軸向間隔分布且空間位置相互正交;鉆頭外套上沿軸向開有兩個位置相對的第一銷軸滑動卡槽，第一銷軸滑動卡槽與第一出刀槽位置正交，鉆頭外套上沿軸向開有兩個位置相對的第二銷軸滑動卡槽，第二銷軸滑動卡槽與第二出刀槽位置正交;主軸伸入鉆頭外套的部分上開有沿主軸軸向間隔分布且空間位置正交的第一刀刃槽和第二刀刃槽;第一刀刃槽內有兩個第一切槽刃具，第一銷軸垂直穿過第一刀刃槽、兩個第一切槽刃具的尾端、并使其(第一銷軸)兩端卡于第一銷軸滑動卡槽內；第二刀刃槽內有兩個第二切槽刃具，第二銷軸垂直穿過第二刀刃槽、兩個第二切槽刃具的尾端、并使其(第二銷軸)兩端卡于第二銷軸滑動卡槽內；當主軸受驅沿鉆頭外套軸向移動時，第一銷軸、第二銷軸分別在第一銷軸滑動卡槽、第二銷軸滑動卡槽內滑動，同時，第一銷軸、第二銷軸分別帶動兩個第一切槽刃具、兩個第二切槽刃具從第一出刀槽、第二出刀槽伸出或收回鉆頭外套；主軸為軸向中空結構，中空部分形成導水通道，主軸的另一端與連接外套的一端連接，在主軸上套有壓縮于鉆頭外套與連接外套之間的彈貪。
[0005]使用時，連接外套的另一端可以連接到普通鉆機的釬桿上，連接方式為螺扣連接。進釬時，在彈簧的作用下，兩組切槽刃具處于收縮狀態，易于深入。切槽時，該切槽鉆頭在鉆機驅動下旋轉，同時其主軸在鉆機釬桿作用下被向前移動，從而使兩個第一切槽刃具、兩個第二切槽刃具從第一出刀槽、第二出刀槽伸出鉆頭外套，從而完成環形裂縫的切割。退釬時，在鉆孔壁和彈簧的共同作用下，兩組切槽刃具被強制向內收縮，從而達到容易退釬的目的。
[0006]本發明所述的切槽鉆頭，由于使用了兩組正交的切槽刃具，在打好的鉆孔壁上可以同時鑿切出兩個V行溝槽，與普通的切槽鉆頭相比，效率提高了一倍;兩組刀刃切割后可形成兩組環形裂縫，不僅提高了切槽刀刃切縫的穩定性、可靠性，同時保證了水壓致裂的破壞范圍和半徑，達到了弱化煤巖的作用，保證并提高了水壓致裂的效果和強度，是實現定向水壓致裂的有效鑿巖設備;兩組切槽刃具呈正交方位布置，合理利用了有限的空間；結構簡單、易于制造、成本低廉、使用方便、可靠。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明所述切槽鉆頭的外部結構示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視圖；
圖3為圖1的B-B剖視圖。
[0008]圖中:丨一鉆頭頂尖，2一圓柱銷軸，3一第一切槽刃具4一第一銷軸，5—第二切槽刃具，6—第二銷軸，7 —主軸，8—鉆頭外套，9 一彈簧，10—導水通道，11 一連接外套，12—第一銷軸滑動卡槽，13 —第二銷軸滑動卡槽，14 —第一出刀槽，15 —第二出刀槽。
【具體實施方式】
[0009]水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭，包括鉆頭外套8、一端伸入鉆頭外套的主軸7，鉆頭外套8上沿軸向開有兩個位置相對的第一出刀槽14，沿軸向還開有兩個位置相對的第二出刀槽15，第一出刀槽14和第二出刀槽15沿鉆頭外套8軸向間隔分布且空間位置相互正交；鉆頭外套8上沿軸向開有兩個位置相對的第一銷軸滑動卡槽12，第一銷軸滑動卡槽12與第一出刀槽14位置正交，鉆頭外套8上沿軸向開有兩個位置相對的第二銷軸滑動卡槽13，第二銷軸滑動卡槽13與第二出刀槽15位置正交;主軸伸入鉆頭外套的部分上開有沿主軸軸向間隔分布且空間位置正交的第一刀刃槽和第二刀刃槽;第一刀刃槽內有兩個第一切槽刃具3，第一銷軸4垂直穿過第一刀刃槽、兩個第一切槽刃具3的尾端、并使其(第一銷軸)兩端卡于第一銷軸滑動卡槽12內；第二刀刃槽內有兩個第二切槽刃具5，第二銷軸6垂直穿過第二刀刃槽、兩個第二切槽刃具5的尾端、并使其(第二銷軸)兩端卡于第二銷軸滑動卡槽13內；當主軸7受驅沿鉆頭外套8軸向移動時，第一銷軸4、第二銷軸6分別在第一銷軸滑動卡槽12、第二銷軸滑動卡槽13內滑動，同時，第一銷軸4、第二銷軸6分別帶動兩個第一切槽刃具3、兩個第二切槽刃具5從第一出刀槽14、第二出刀槽15伸出或收回鉆頭外套8;主軸7為軸向中空結構，中空部分形成導水通道10，主軸7的另一端與連接外套11的一端連接，在主軸7上套有壓縮于鉆頭外套8與連接外套11之間的彈簧9。
[0010]具體實施時，第一切槽刃具3和第二切槽刃具5的頭端呈尖狀、尾端呈圓狀，頭端部分具有弧度，第一出刀槽14的出刀口處有與第一切槽刃具3頭端部分弧度匹配的弧度，第二出刀槽15的出刀口處有與第二切槽刃具5頭端部分弧度匹配的弧度。切槽刃具的弧度和鉆頭外套上的出刀槽的出刀口處的弧度相匹配，不但可以有效的撐開刃具，且撐開效果極好，提高了切槽質量，而且切槽刃具更不易斷裂。主軸7的另一端與連接外套11的一端采用螺紋連接;第一刀刃槽開在主軸7的端部，使結構更合理。
[0011]該切槽鉆頭還包括鉆頭頂尖I，鉆頭頂尖I通過圓柱銷軸2固定于鉆頭外套8的端部。
【主權項】
1.一種水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭，包括鉆頭外套(8)、一端伸入鉆頭外套的主軸(7)，其特征在于，鉆頭外套(8)上沿軸向開有兩個位置相對的第一出刀槽(14)，沿軸向還開有兩個位置相對的第二出刀槽(15)，第一出刀槽(14)和第二出刀槽(15)沿鉆頭外套(8)軸向間隔分布且空間位置相互正交;鉆頭外套(8)上沿軸向開有兩個位置相對的第一銷軸滑動卡槽(12)，第一銷軸滑動卡槽(12)與第一出刀槽(14)位置正交，鉆頭外套(8)上沿軸向開有兩個位置相對的第二銷軸滑動卡槽(13)，第二銷軸滑動卡槽(13)與第二出刀槽(15)位置正交;主軸伸入鉆頭外套的部分上開有沿主軸軸向間隔分布且空間位置正交的第一刀刃槽和第二刀刃槽;第一刀刃槽內有兩個第一切槽刃具(3)，第一銷軸(4)垂直穿過第一刀刃槽、兩個第一切槽刃具(3)的尾端、并使其兩端卡于第一銷軸滑動卡槽(12)內；第二刀刃槽內有兩個第二切槽刃具(5)，第二銷軸(6)垂直穿過第二刀刃槽、兩個第二切槽刃具(5)的尾端、并使其兩端卡于第二銷軸滑動卡槽(13)內；當主軸(7)受驅沿鉆頭外套(8)軸向移動時，第一銷軸(4)、第二銷軸(6)分別在第一銷軸滑動卡槽(12)、第二銷軸滑動卡槽(13)內滑動，同時，第一銷軸(4)、第二銷軸(6)分別帶動兩個第一切槽刃具(3)、兩個第二切槽刃具(5)從第一出刀槽(14)、第二出刀槽(15)伸出或收回鉆頭外套(8);主軸(7)為軸向中空結構，中空部分形成導水通道(10)，主軸(7)的另一端與連接外套(11)的一端連接，在主軸(7)上套有壓縮于鉆頭外套(8)與連接外套(11)之間的彈簧(9)。2.根據權利要求1所述的水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭，其特征在于，第一切槽刃具(3)和第二切槽刃具(5)的頭端呈尖狀、尾端呈圓狀，頭端部分具有弧度，第一出刀槽(14)的出刀口處有與第一切槽刃具(3)頭端部分弧度匹配的弧度，第二出刀槽(15)的出刀口處有與第二切槽刃具(5)頭端部分弧度匹配的弧度。3.根據權利要求1或2所述的水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭，其特征在于，第一刀刃槽開在主軸(7)的端部。4.根據權利要求1或2所述的水壓致裂正交組合雙刃切槽鉆頭，其特征在于，還包括鉆頭頂尖(1)，鉆頭頂尖(I)通過圓柱銷軸(2)固定于鉆頭外套(8)的端部。
【文檔編號】E21B10/62GK105952384SQ201610460034
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】于斌, 段宏飛, 高瑞, 匡鐵軍, 孟祥斌, 胡維
【申請人】大同煤礦集團有限責任公司