一种煤矿井下钻孔煤样提取装置的制作方法

本发明涉及采矿领域，具体涉及一种煤矿井下钻孔煤样提取装置。

背景技术：

煤炭是我国重要的基础能源，自“十二五”规划以来，加快煤炭绿色开发，清洁利用，已是常态，而对于目前煤矿严峻的形势，降本增效更是工作中的重中之重。从2012年至今，虽然煤炭开采过程中的事故率有所下降，但任何一种事故的发生都不可小觑，都会给现在惨淡的煤矿企业蒙上一层霜，在煤矿事故中尤其是煤与瓦斯突出事故的危害最为严重。做好煤与瓦斯突出防治工作是关键的一步，而突出防治工作的有效性依赖于煤与瓦斯突出预测的准确性，同时煤与瓦斯突出预测的准确性关键在于预测指标测定值需准确且能代表煤层中的软分层。

《防治煤与瓦斯突出规定》第十三条规定突出煤层鉴定应当根据实际测定的煤层最大瓦斯压力p、软分层煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度δp和煤的坚固性系数f等指标进行鉴定。在《煤的坚固性系数测定方法》（mt49—1987）标准中提到优选20~30mm的煤样块进行测定f值；在《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》（gb/t23250—2009）标准中规定在新暴露的煤巷中应首选煤芯采样器，且不论是柱状煤芯还是粉状煤芯要剔除含矸石部分的煤样。

目前有关钻孔提取煤样的专利有很多，大多数取样原理都是利用风压把钻头切割掉的煤屑吹入取样空间，如：2015年2月25日公开的中国专利“一种新型的钻孔煤样取样器”（申请号：201420442884.1，授权号：cn204175294u），该取样器主要由钻头、套管、钻杆组成，取样原理为钻头切割煤体成粉状，通过风压把煤粉吹入取样空间。由于取样空间为套管与钻杆之间的空间这就极大的限制了所取煤样量，另外在下向孔取煤样时，由于取样空间下端没有防止煤样下落的附属装置，在退钻过程中，所取煤样极容易掉落，同时仅限于取煤屑，而煤屑最大的不足是难以剔除其中的矸石颗粒。还有的取样装置原理复杂，这就增加了装置的不可靠度，在使用过程中一旦有某个部分出现问题，取样就失败。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简单、使用方便、成本低廉的一种煤矿井下钻孔煤样提取装置，其所取煤样多为块状，便于剔除矸石部分，保证了煤样的纯度，且能满足井下软或硬煤体中的各类钻孔提取煤样的需要。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种煤矿井下钻孔煤样提取装置，包括入煤筒、入煤卡槽及储煤筒，入煤卡槽、入煤筒和储煤筒顺次螺纹连接且相通；入煤筒进煤端的断面上沿圆周设有旋叶刀齿；入煤卡槽中安装有能够使入煤卡槽内腔在打开和封闭之间转换的弹性阻隔装置；储煤筒与钻杆螺纹相连。

所述入煤筒的长度是根据煤厚所决定的；所述储煤筒的长度根据所要提取的煤量可以进行调整。

所述弹性阻隔装置由多个大小相等的扇形弹片组成，所述弹片的半径与入煤卡槽的半径相等，各弹片的弧形边与入煤卡槽固连，圆心指向入煤卡槽中心。

所述弹片优选旋叶状的，且每片旋叶状弹片之间紧密接触，安装后能够密封入煤卡槽。

所述入煤筒的出煤端设内螺纹；入煤卡槽的入煤端和出煤端分别设有外螺纹；储煤筒入煤端设有内螺纹，储煤筒外端连接有用于连接钻杆的螺栓；所述入煤筒、入煤卡槽及储煤筒均通过螺纹连接。

与现有技术相比，本发明整套装置结构简单，分为三部分，便于拆装取出煤样；成本低廉，且能满足井下软或硬煤体中的各类钻孔提取煤样的需要，同时所取煤样多为块状，便于剔除矸石部分，保证了煤样的纯度；特别是可以使矿方根据钻孔的大小及所需煤样量的大小进行加工。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

图2为阻隔装置的结构示意图。

图中：1.旋叶刀齿；2.入煤筒；3.螺槽；4.螺纹；5.阻隔装置；6.螺槽；7.螺栓；8.入煤卡槽；9.螺纹；10.储煤筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种煤矿井下钻孔煤样提取装置，包括空心结构的入煤筒2、入煤卡槽8及储煤筒10，所述入煤筒2的进煤端断面沿圆周设有刀齿1用于切割煤体，出煤端内设螺槽3；入煤卡槽8的入煤端和出煤端分别设有外螺纹4、9，入煤卡槽8中设有能够使入煤卡槽8内腔在打开和封闭之间转换的阻隔装置5；储煤筒10入煤端设有螺槽6，储煤筒10外端连接有用于连接钻杆的螺栓7；所述入煤筒2、入煤卡槽8及储煤筒10顺次连接，且连接后处于相通状态。

如图2所示，所述阻隔装置5由多个大小相等的扇形弹片组成，所述弹片的半径与入煤卡槽8的半径相等，各弹片的弧形边与入煤卡槽8固连，圆心指向入煤卡槽8中心。所述弹片优选旋叶状的，且每片旋叶状弹片之间紧密接触，安装后能够密封入煤卡槽8。

使用过程是当钻杆打到煤层时，取出钻杆，卸掉钻头，装上本装置。把本装置随钻杆送入钻孔，送到煤层时开始钻进，这时旋叶刀齿1便快速切割煤体，被旋叶刀齿切割掉的未被强烈破坏的煤体便进入入煤筒2，随着进一步的钻进，煤体到达入煤卡槽8，通过装置的前推，不断有煤体往入煤筒2挤压，致使入煤卡槽8的旋叶状弹片打开，煤体进入储煤筒10。当煤体充满储煤筒10，退出钻杆，在钻杆退出的过程中入煤卡槽8的旋叶状弹片会因为挤压外力的消失，快速闭合，进而随钻杆的退出，煤样被提取出来。

整套装置结构简单、使用方便、成本低廉，且能满足井下软或硬煤体中的各类钻孔提取煤样的需要，同时所取煤样多为块状，便于剔除矸石部分，保证了煤样的纯度。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种煤矿井下钻孔煤样提取装置，包括入煤筒、入煤卡槽及储煤筒，入煤卡槽、入煤筒和储煤筒顺次螺纹连接且相通；入煤筒进煤端的断面上沿圆周设有旋叶刀齿；入煤卡槽中安装有能够使入煤卡槽内腔在打开和封闭之间转换的弹性阻隔装置；储煤筒与钻杆螺纹相连。本发明整套装置结构简单，分为三部分，便于拆装取出煤样；成本低廉，且能满足井下软或硬煤体中的各类钻孔提取煤样的需要，同时所取煤样多为块状，便于剔除矸石部分，保证了煤样的纯度；特别是可以使矿方根据钻孔的大小及所需煤样量的大小进行加工。

技术研发人员：刘荣亮
受保护的技术使用者：刘荣亮
技术研发日：2017.07.25
技术公布日：2017.10.20