一种恒速进给煤岩钻屑测量装置的制作方法

本发明属于井下煤岩应力测试的技术领域，尤其涉及一种恒速进给煤岩钻屑测量装置。

背景技术：

在冲击地压矿井中，钻屑法是向煤体钻小直径钻孔，根据钻孔过程单位孔深排粉量的变化规律和动力现象，了解煤体应力集中程度、峰值大小及位置，以判定冲击地压的危险等级，达到冲击地压预测的目的。传统的钻屑法是通过人工手动打孔钻削，需要的操作工人多，劳动强度大，打钻时很难保证恒速推进。往往造成在同一地质条件下不同工人打钻，所测结果差别很大，因此会严重影响对冲击地压的预先判断。

技术实现要素：

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种恒速进给煤岩钻屑测量装置，结构简单、重量轻、搬运方便，降低井下工人的劳动强度，钻屑量不受人为因素影响。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种恒速进给煤岩钻屑测量装置，包括相互连通的第一气液阻尼缸和第二气液阻尼缸：

所述第一气液阻尼缸的液体腔和第二气液阻尼缸的液体腔之间设置有调速阀，用于自动调节进入第二气液阻尼缸的液体腔的流量恒定不变；

所述第二气液阻尼缸具有内活塞和外活塞，所述内活塞的外壁和外活塞的内壁装有磁环，用于通过磁力的吸引作用使外活塞随着内活塞同步运动；

所述外活塞上固定连接有钻机，用于通过外活塞带动钻机与所述内活塞同步运动。

进一步的，所述第一气液阻尼缸的气体腔和第二气液阻尼缸的气体腔之间设置有用于提供气源和换向的手动换向阀。

进一步的，所述调速阀包括节流阀，在所述节流阀和第一气液阻尼缸的液体腔之间设有定差减压阀，用于调节所述节流阀两边的压力差保持恒定。

可选的，所述手动换向阀为三位四通换向阀，该三位四通换向阀中每个位置背向气液阻尼缸的一端的下部气孔连接气源；

所述三位四通换向阀中每个位置朝向气液阻尼缸的一端的两个气孔分别与所述第一气液阻尼缸的气体腔和第二气液阻尼缸的气体腔连接。

进一步的，所述第一气液阻尼缸的液体腔和第二气液阻尼缸的液体腔之间还设置有用于供所述第二气液阻尼缸的液体腔内的液体流向所述第一气液阻尼缸的液体腔的单向阀。

可选的，所述外活塞上固定有移动板，所述钻机与所述移动板固定在一起；

所述移动板沿着导杆带动所述钻机移动。

由上，通过导杆可抵抗钻机打钻时的扭矩。

可选的，还包括用于调整所述钻机钻入煤壁的倾角和钻机的高度的三脚架；

所述第一气液阻尼缸、第二气液阻尼缸、调速阀和手动换向阀一体成形，并在下端侧面设置有固定板；

所述固定板上设有多个定位孔，并通过销轴连接在所述三脚架顶部的固定销上。

进一步的，所述固定板上还固定有吊环，所述吊环上固定有铁链，所述铁链的另一端固定在煤壁的锚杆上。

由上，本发明的恒速进给煤岩钻屑测量装置可以利用恒速气液阻尼缸实现钻屑恒速进给，该装置可以显著降低井下工人的劳动强度，减少打钻过程人数，由一人操作即可完成。该装置具有结构简单、重量轻、搬运方便、钻屑量不受人为因素影响的特点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为本发明的恒速进给煤岩钻屑测量装置的原理图；

图2为本发明的恒速进给煤岩钻屑测量装置的结构示意图；

图3为本发明的恒速进给煤岩钻屑测量装置的主视图；

图4为图3中的a-a截面图；

图5为本发明的恒速进给煤岩钻屑测量装置的整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

如图1至5所示，本发明的恒速进给煤岩钻屑测量装置包括第一气液阻尼缸1、第二气液阻尼缸2、调速阀3、单向阀6、钻机9、手动换向阀10、移动板11、导杆12、固定板14和三脚架13，其中，调速阀3由定差减压阀4和节流阀5组成，定差减压阀4靠近第一气液阻尼缸1的液体腔，节流阀5靠近第二气液阻尼缸2的液体腔。第二气液阻尼缸2的内活塞7的外壁装有磁环，第二气液阻尼缸2的外活塞8的内壁也装有磁环，通过磁力的吸引作用，外活塞8随着内活塞7同步运动。外活塞8与移动板11通过螺栓固定连接在一起，钻机9固定在移动板11上，移动板11穿过两根导杆12并可沿导杆12前后移动，第一气液阻尼缸1、第二气液阻尼缸2和导杆12的两侧通过安装板固定成一体，手动换向阀10和调速阀3分别安装在两端的两个安装板上。导杆12可抵抗钻机9打钻时的扭矩，导杆12为空心，减少质量的同时提高其刚度。当第二气液阻尼缸2伸出或缩回时，外活塞8带动钻机9与内活塞7做同步运动。

在本发明中，第一气液阻尼缸1的右腔(气体腔)和第二气液阻尼缸2的左腔(气体腔)内是气体，第一气液阻尼缸1的左腔(液体腔)和第二气液阻尼缸2的右腔(液体腔)内是油液。第一气液阻尼缸1的左腔通过单向阀6和调速阀3与第二气液阻尼缸2的右腔连通。手动换向阀10为三位四通换向阀，该三位四通换向阀中每个位置背向气液阻尼缸的一端的下部气孔连接气源；所述三位四通换向阀中每个位置朝向气液阻尼缸的一端的两个气孔分别与所述第一气液阻尼缸1的气体腔和第二气液阻尼缸2的气体腔连接。如图1所示，当气源连通上边位置的下部气孔时，气体从第一气液阻尼缸1的气体腔进入，推动第一气液阻尼缸1内的活塞向其液体腔移动，进而将第一气液阻尼缸1的液体腔中的液体通过调速阀3进入到第二气液阻尼缸2的液体腔；当气源连通下边位置的下部气孔时，气体从第二气液阻尼缸2的气体腔进入，推动第二气液阻尼缸2的内活塞7向其液体腔移动，将第二气液阻尼缸2的液体腔中的液体通过单向阀6进入到第一气液阻尼缸1的液体腔。

工作时，手动换向阀10打到上位，高压气体进入第一气液阻尼缸1的右腔推动左腔油液，油液经过调速阀3进入第二气液阻尼缸2的右腔推动内活塞7运动，进而通过耦合磁环带动移动板11移动，固定在移动板11上的钻机9实现钻进进给运动。调速阀3处于稳定工作状态时，节流阀5两边的压力差δp＝p1-p2保持恒定，当钻机9的载荷增大时，则节流阀5右侧压力p2增大使δp减小，定差减压阀4的阀口开口量随之增大，液阻减小，节流阀5左侧压力p1增大，自动使δp回升；当钻机9的载荷减小，则p2减小使δp增大，定差减压阀4的阀口随之减小，液阻增加，p1下降，δp随之下降，如此自动调节保证进入第二气液阻尼缸2右腔的流量恒定不变，实现钻机恒速进给工作。当手动换向阀10打到下位，第二气液阻尼缸2右腔的油液通过单向阀6快速回液，内活塞7快速缩回。

本发明的恒速钻屑测量装置的整体结构如图5所示，钻机9与移动板11固定在一起，移动板11可以沿着导杆12带动钻机9移动。第一气液阻尼缸1、第二气液阻尼缸2、调速阀3和手动换向阀10组成的一体结构和三脚架13通过销轴连接，第一气液阻尼缸1、第二气液阻尼缸2、调速阀3和手动换向阀10组成的一体结构的下端侧面设置有固定板14，在固定板14上有三个定位孔，选择不同的定位孔时，钻机9与三脚架13接触时的角度不同，即可调整钻机9钻入煤壁的倾角。当工作时，三脚架13的三条腿张开的角度可以调节，以调整钻机9的高度。当三脚架的腿张开角度确定后，通过三角板19和三脚架13的腿上的固定销15连接，以将三脚架13的张开角度固定，钻机9的高度随之确定，然后把固定板14穿入三脚架13顶部的固定销15内，再把固定板14上固定的吊环16上固定一根铁链17，铁链17的另一端固定在煤壁的锚杆18上，操作人员握住安装板上的扶手20，以保证钻屑装置的稳定性。在恒速钻屑装置不工作时，将三脚架收回，减少占用空间，方便搬运。

装置安装完毕后，用气泵给气液阻尼缸提供动力，高压气体推动第二气液阻尼缸2的内活塞7移动时，磁环的磁力会吸引外活塞8带动移动板11同时移动，钻机9与煤壁接触，以恒定的速度对煤壁进行钻孔。钻杆完全钻入煤壁后，取下钻杆，快速缩回气液阻尼缸，可以在钻机9与已钻入煤壁的钻杆之间再接入一根钻杆，推动钻机9伸出继续进行钻屑，可连接多根钻杆直至达到钻屑深度为止。作业完毕后，取下钻杆，将气液阻尼缸的活塞快速缩回，打钻结束。

本发明的恒速进给煤岩钻屑测量装置可以利用恒速气液阻尼缸实现钻屑恒速进给，该装置可以显著降低井下工人的劳动强度，减少打钻过程人数，由一人操作即可完成。该装置具有结构简单、重量轻、搬运方便、钻屑量不受人为因素影响的特点。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。