煤矿井下反向扩孔增透装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤层钻孔技术领域，尤其涉及一种煤矿井下反向扩孔增透装置及使用方法。
【背景技术】
[0002]瓦斯治理的主要手段为抽采，但是突出煤层往往渗透性差，从其中抽采瓦斯不仅钻进困难，而且抽采效果不好，抽采半径小。虽然目前有些矿上采用了水力压裂等技术，但存在污染水源、破坏生态等诸多隐患，而且还有诱发突出的可能。
[0003]因此改变目前以密集布孔、高工程量为代价的抽采现状，从而在有限的抽采时间内达到理想的抽采效果，成为迫切的需要。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种煤矿井下反向扩孔增透装置及使用方法，解决布孔密集、工程量高的技术问题。
[0005]本发明的煤矿井下反向扩孔增透装置，包括装置壳体、中心轴和平面滑块连杆机构；所述中心轴设于装置壳体内部，所述平面滑块连杆机构包括铰接于装置壳体的摆杆、单自由度滑动连接于中心轴的滑块和连接于滑块和摆杆之间的连杆，所述摆杆上设有切削刃；
[0006]进一步，还包括套装于中心轴外部的套筒；所述套筒固定于滑块；中心轴上设有径向凸出并与套筒内壁密封连接的凸台；中心轴后端通过密封套与装置壳体内壁径向支撑定位并密封连接，密封套通过后固定螺母轴向固定于中心轴，套筒外壁与装置壳体内壁密封配合使中心轴位于套筒与密封套之间的部分与装置壳体之间形成环形密封腔；
[0007]进一步，所述套筒与中心轴之间还设有用于沿轴向为套筒提供弹力使之复位的复位弹費；
[0008]进一步，所述套筒的两端分列于凸台轴向两侧，套筒上远离滑块的一端的内侧与中心轴之间通过端盖连接；所述复位弹簧套于中心轴外部并支撑于凸台和端盖之间；
[0009]进一步，所述切削刃由可拆式固定于摆杆的切削刀片形成；
[0010]进一步，所述装置壳体前端固定有钻头；所述钻头内部设有与中心轴对接并同轴支撑固定的前接头；装置壳体前端内侧设有径向向内凸出的定位台；中心轴前端伸出定位台的部分通过前固定螺母支撑于定位台使中心轴顶紧前接头定位；
[0011]进一步，所述装置壳体的后端固定有双壁钻杆，双壁钻杆的后端固定有双通道取样尾辫；中心轴与双壁钻杆之间通过后接头对接，中心轴内部设有轴向贯通的中心孔，所述中心孔与双壁钻杆内孔和双通道取样尾辫后部的快速接头的内孔连通；快速接头的旁路与所述环形密封腔连通；所述前接头内部设有连通中心轴的中心孔与钻头的内孔的连通孔；
[0012]本发明还公开了一种煤矿井下反向扩孔增透装置的使用方法，具体步骤如下:
[0013]a，在开孔位置，连接好煤矿井下反向扩孔增透装置，双通道取样尾辫后部的快速接头连接上压风，旁路暂不接上压风，在复位弹簧的作用下，煤矿井下反向扩孔增透装置处于闭合的状态；
[0014]b，在钻机的推动下使钻具钻进煤层，压风通过双通道取样尾辫的内孔、双壁钻杆的内孔、中心轴的中心孔和钻头的内孔被输送到孔底用于正常的排肩和钻具的降温；当钻到设定的扩孔造穴深度时，连接快速接头旁路的压风，在压风的作用下，平面滑块连杆机构克服复位弹簧和外部的作用力，逐渐打开，煤矿井下反向扩孔增透装置处于打开的状态，在摆杆上切削刀片的作用下切削煤壁，逐渐完成扩孔造穴；
[0015]C，扩孔遭穴达到设定的目标值以后，关闭快速接头旁路的压风，在复位弹簧的作用下，煤矿井下反向扩孔增透装置恢复到之前的闭合的状态；这时取出钻具，完成整个工艺流程。
[0016]本发明的有益效果是:本发明的煤矿井下反向扩孔增透装置及使用方法，在不更换钻头的前提下能够进行扩孔造穴，使用简单，操作方便；与定点取样装置使用同样的钻杆和尾辫，即减轻了矿方的采购成本，又降低了工人的搬运强度；换上取样钻头，就能快速定点获取煤样，进而测定瓦斯含量；而换回钻头和反向扩孔增透装置，就能实现卸压增透的效果，从而提高瓦斯抽采效率。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图；
[0018]图2为本发明打开状态结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]图1为本发明的结构示意图；图2为本发明打开状态结构示意图，如图所示:本实施例的煤矿井下反向扩孔增透装置，包括装置壳体2、中心轴8和平面滑块连杆机构；所述中心轴8设于装置壳体2内部，所述平面滑块连杆机构包括铰接于装置壳体2的摆杆13、单自由度滑动连接于中心轴8的滑块15和连接于滑块15和摆杆13之间的连杆14，所述摆杆13上设有切削刃，平面滑块连杆机构绕中心轴8周向至少设置2个，滑块15沿中心轴8滑动能通过相应连杆14带动相应摆杆13摆动，装置壳体2上设有供摆杆13嵌入的嵌入槽，因此摆杆13闭合状态下能嵌入在嵌入槽中，不对钻杆的钻进构成阻碍，当需要遭穴时通过滑块15带动摆杆13逐渐打开，通过摆杆13上的切削刃进行扩孔遭穴，在不更换钻头I的前提下能够进行扩孔造穴，使用简单，操作方便。
[0020]本实施例中，还包括套装于中心轴8外部的套筒12 ;所述套筒12固定于滑块15 ;中心轴8上设有径向凸出并与套筒12内壁密封连接的凸台7 ;中心轴8后端通过密封套与装置壳体2内壁径向支撑定位并密封连接，密封套通过后固定螺母9轴向固定于中心轴8，套筒12外壁与装置壳体2内壁密封配合使中心轴8位于套筒12与密封套之间的部分与装置壳体2之间形成环形密封腔16 ;使套筒12与中心轴8和装置壳体2之间形成活塞机构，通过向环形密封腔16内通入和抽出流体能使套筒12相对于中心轴8和装置壳体2滑动，进而有效的控制滑块15滑动，密封盖与中心轴8及装置壳体2的配合面、凸台7与套筒12的配合面以及套筒12外壁与装置壳体2内壁之间均设有密封环。
[0021]本实施例中，所述套筒12与中心轴8之间还设有用于沿轴向为套筒12提供弹力使之复位的复位弹簧11，使平面滑块连杆机构在自由状态下保持闭合，提高稳定性，并且在扩孔遭穴完成后能使摆杆13自动复位，控制简单，节约成本。
[0022]本实施例中，所述套筒12的两端分列于凸台7轴向两侧，套筒12上远离滑块15的一端的内侧与中心轴8之间通过端盖连接；所述复位弹簧11套于中心轴8外部并支撑于凸台7和端盖之间，端盖与中心轴8的配合面上设有密封环，结构简单紧凑，充分利用了凸台7的结构，并且复位弹簧与所述环形密封腔分离，不占用环形密封腔的容积，利于套筒12的滑动控制。
[0023]本实施例中，所述切削刃由可拆式固定于摆杆13的切削刀片形成，磨损后可对切削刀片进行修磨或更换，节约成本。
[0024]本实施例中，所述装置壳体2前端固定有钻头I ;所述钻头I内部设有与中心轴8对接并同轴支撑固定的前接头5 ;装置壳体2前端内侧设有径向向内凸出的定位台；中心轴8前端伸出定位台的部分通过前固定螺母6支撑于定位台使中心轴8顶紧前接头5定位，不仅能对中心轴8进行可靠的定位，而且通过前接头5