一种煤矿用水力冲孔器的制作方法

本实用新型涉及采煤钻孔技术领域，具体为一种煤矿用水力冲孔器。

背景技术：

煤矿瓦斯的突出特点是随着煤层开采的不断深入，瓦斯浓度逐渐增加，在煤层应力的挤压作用下，如果煤层应力大于煤层抵抗线，则会瞬间释放瓦斯，形成较强的破坏性气流，在大量的瓦斯涌出并带动碎煤块时，大量煤颗粒会形成明显的动力效应，导致矿用设备被推倒，破坏支护、巷道等设施的灾害。而利用高压水形成水刀可将煤体破碎，煤层松动，裂隙增加，从而使应力集中处的瓦斯得以平缓释放，充分提高瓦斯的抽采效果，目前采用水力冲孔基本都要使用两次钻孔，过程繁琐，操作过程麻烦，为此，我们提出了一种煤矿用水力冲孔器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种煤矿用水力冲孔器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种煤矿用水力冲孔器，所述冲孔器接头内从左到右依次开有连接腔与转换腔，所述转换腔中从左到右依次设置有阀芯、弹簧、定位套，所述定位套与转换腔留有空隙，且所述定位套通过表面设置的多个档块与转换腔的内侧壁活动卡接，所述阀芯的左端与转换腔紧密贴合，且内部开有贯穿的水道，定位套内活动连接有调节塞，所述调节塞的左端与阀芯的右端形成匹配的密封结构，所述弹簧的两端分别与阀芯和定位套连接，所述所述冲孔器接头的侧壁上开有多个喷头。

优选的，所述调节塞的左端形状为锥形。

优选的，所述定位套的外侧壁上通过第一螺栓固定连接有多个档块。

优选的，所述冲孔器接头的侧壁上开有多个第一螺孔，所述第一螺孔的内部啮合连接喷头。

优选的，所述转换腔的内侧壁上开有环槽，所述环槽的内部活动卡接有弹性圈，且弹性圈与阀芯的左侧壁活动连接。

优选的，所述冲孔器接头的侧壁上开有第二螺孔，所述第二螺孔的内部啮合连接有第二螺栓，所述第二螺栓的内端与定位套的侧壁活动连接。

优选的，所述阀芯的横截面为t型结构，所述阀芯的外侧壁与转换腔的侧壁滑动连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过外界装置向该装置注入2.5兆帕的低压水，低压水会直接从阀芯的内孔冲入前端对钻头进行冷却；通过对水的不断加压，继而使水顶着阀芯，使阀芯向右滑动，继而阀芯的右端顶住调节塞，与此同时阀芯向右滑动使喷头打开，通过喷头释放水柱喷射在煤层上，高压水形成水刀将煤体破碎，实现钻孔的扩大；该装置是为实现钻孔、水力冲孔一次完成的装置，通过调节水压控制冲孔器，实现一次钻进两次工作，减少瓦斯预抽钻孔施工量及施工时间，降低工人劳动强度、降低人工成本，促进煤矿安全高效生产。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的正常钻进状态下的剖视图；

图3为本实用新型的高压冲孔状态下的剖视图；

图4为本实用新型的环槽与弹性圈处的爆炸图；

图5为本实用新型的定位套、调节塞、阀芯与弹簧处的爆炸图；

图6为本实用新型的定位套与调节塞处的爆炸图。

图中：1、冲孔器接头，2、连接腔，3、转换腔，4、定位套，5、挡块，6、调节塞，7、阀芯，8、弹簧，9、第一螺孔，10、喷头，11、环槽，12、弹性圈，13、第一螺栓，14、第二螺孔，15、第二螺栓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种煤矿用水力冲孔器，包括冲孔器接头1，所述冲孔器接头1的内部从左到右依次开有连接腔2与转换腔3，连接腔2是将该装置固定在钻杆上的结构，且能实现该装置与钻杆的连接，所述转换腔3中从左到右依次设置有阀芯7、弹簧8、定位套4，定位套4的直径小于转换腔3的内径，继而使定位套4的外侧壁与转换腔3的侧壁之间存在一定的空隙，当2.5兆帕的低压水流入该装置后，低压水流会从定位套4的外侧壁与转换腔3的侧壁之间流过并冲入前端对工进的钻头进行冷却，且所述定位套4通过表面设置的多个档块5与转换腔3的内侧壁活动卡接，具体的，所述定位套4与档块5通过第一螺栓13固定连接(当然也可以是一体成型的)，且多个挡块5的右端与转换腔3的内侧壁活动卡接，转换腔3的右端口部小，因而形成挡住挡块5的凸台，挡块5起到固定定位套4的作用，挡块5装在定位套4上后，从冲孔器接头1的左端将定位套4滑入转换腔3的内部，当到达转换腔3的右端后，转换腔3侧壁上的凸台卡住挡块5，因而定位套4被固定在了转换腔3的内部，所述转换腔3的内部且位于调节塞6的左侧滑动连接有阀芯7，阀芯7的内部开有贯穿的水道，为低压水流通的通道，所述定位套4的内部活动连接有调节塞6，具体的可采用螺纹啮合的形式连接有调节塞6调节塞6是随着定位套4一起安装在转换腔3内部的，通过调节塞6在定位套4上转动，能调整调节塞6在转换腔3的左右位置，装配该装置之前根据需要应事先调节调节塞6在转换腔3的位置，当调节塞6向右调节时，阀芯7可向右滑动的距离越长，因此被阀芯7的侧壁堵住的喷头10打开的开度就可以越大，即从喷头10处喷出的水柱就会越多，从而使冲孔造穴的直径加大，反之当调节塞6向左调节时，冲孔造穴的直径变小，所述调节塞6的左端与阀芯7的右端形成匹配的密封结构，具体的如图5所示，所述调节塞6的左端形状为锥形，调节塞6的左端的锥形面较为光滑，当阀芯7向右滑动时，阀芯7的右端与调节塞6的左端锥形面接触，起到堵住阀芯7的内孔的作用，此时水流不会从转换腔3的右端喷出。

所述阀芯7的左端与转换腔3紧密贴合，所述弹簧8的两端分别与阀芯7和定位套4连接，所述所述冲孔器接头1的侧壁上开有多个喷头10，具体而言所述阀芯7的横截面为t型结构，且所述阀芯7的左端外侧壁与转换腔3的侧壁形成紧密贴合的滑动连接，阀芯7为两个直径不同的圆柱形组成，阀芯7的左半部直径较大，阀芯7的右半部直径较小，阀芯7的左半部的侧壁起到与转换腔3的侧壁滑动连接的作用，且还具有堵住喷头10的作用。

当正常钻杆时，由2.5兆帕低压水从钻杆连接端流进转换腔3的内部，此时阀芯7的侧壁将喷头10堵死，低压水只能流入阀芯7的内孔、然后再冲入该装置的前端继而对钻头进行冷却；当退钻需要扩大冲孔时，加大水压，此时阀芯7在高压水作用下，向右滑动并顶住调节塞6，且阀芯7在向右滑动后喷头10与转换腔3连通，继而转换腔3内部的高压水从喷头10向径向喷出，使高压水把钻孔周边的煤层缝隙冲开，实现冲孔造穴的作用，所述阀芯7的外侧壁上套接有弹簧8，正常的水压下，弹簧8是不会被压缩的，当水压加大至10兆帕后，阀芯7便会被高压水冲着向右滑动，此时弹簧8便会被压缩，当水压下降后，弹簧8便会顶着阀芯7向左滑动并恢复原来位置。

具体而言，所述冲孔器接头1的侧壁上开有多个第一螺孔9，所述第一螺孔9的内部啮合连接有喷头10，喷头10是完全沉入第一螺孔9内部的，继而防止该装置在转动时，喷头10碰到钻孔侧壁后受到损坏，阀芯7向右滑动后喷头10打开，通过喷头10释放水柱喷射在煤层上，高压水形成水刀将煤体破碎。

具体而言，所述连接腔2的内侧壁上开有内螺纹，该装置通过连接腔2内部的内螺纹将该装置连接到钻杆上的，并且内螺纹与钻杆上的外螺纹紧密啮合起到密封作用。

具体而言，所述转换腔3的内侧壁上开有环槽11，所述环槽11的内部活动卡接有弹性圈12，且弹性圈12与阀芯7的左侧壁活动连接，弹性圈12具有一定的弹力，弹性圈12留有开口，且开口的两端设有孔，用尖嘴钳挤住孔后用力夹紧，继而使弹性圈12缩小，在此状态下，将弹性圈12放进环槽11内部并松开，弹性圈12根据本身的弹力恢复原来状态，继而弹性圈12被卡到环槽11的内部，当转换腔3内部的装置全部安装完毕后，将弹性圈12卡进环槽11的内部，继而使转换腔3内部的装置无法滑出。

具体而言，所述冲孔器接头1的侧壁上开有第二螺孔14，所述第二螺孔14的内部啮合连接有第二螺栓15，所述第二螺栓15的内端与定位套4的侧壁活动连接，当定位套4滑进转换腔3的内部并到达固定位置后，定位套4还是可以在转换腔3的内部滑动，通过向第二螺孔14的内部旋拧第二螺栓15，第二螺栓15的内端会挤压定位套4的侧壁，继而将定位套4位置固定。

工作原理：使用时，将该装置连接到采煤钻杆上，在正常钻杆时，由2.5兆帕低压水从钻杆连接端流进转换腔3的内部，此时阀芯7的侧壁将喷头10堵死，低压水只能流入阀芯7的内孔、然后再从定位套4的外侧壁与转换腔3的侧壁之间冲入前端，继而对工进的钻头进行冷却；当需要扩大冲孔时，通过外部水泵给流入该装置的低压水加压至10兆帕以上，使低压水变为高压水，此时阀芯7在高压水作用下，克服弹簧8的弹力后向右滑动并顶住调节塞6，此时阀芯7的内孔被调节塞6的左端的锥形面堵死后，阀芯7在向右滑动的同时，喷头10与转换腔3连通，继而转换腔3内部的高压水从喷头10向径向喷出，此时可让钻杆开始旋转退出，继而使高压水把钻孔周边的煤层缝隙冲开，采用本实用新型冲孔造穴大小可达直径1m，并且过程简单，使用方便，仅需一次作业即可完成两次的造孔效果。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。