一种煤矿冲击地压防治用高压裂切装置

1.本实用新型涉及煤矿冲击地压防治技术领域，具体地说是涉及一种煤矿冲击地压防治用高压裂切装置。


背景技术：

2.冲击地压发生时，往往表现出冲击能量大、破坏范围广、可预测性低等特点。目前，主要采用冲击地压卸压进行干预，在冲击地压卸压方面除煤层卸压外，煤层顶板断顶卸压逐渐成为主要卸压方法。当前断顶卸压主要采用炸药爆破切顶技术实现卸压，炸药爆破切顶技术的关键是实现顶板目标岩层爆破裂缝充分连通。煤矿井下应用实践表明，现有炸药爆破切顶技术主要存在以下缺陷、弊端：一是实现顶板目标岩层成功切断联通冒落需装填大量炸药并反复验证装药耦合性及爆破切顶效果，装药、封孔等工序耗时耗力；二是爆破后由于封孔原因一般无法直观窥视裂隙发展情况及爆破效果评估，若出现残炮或拒爆处理不便，更是威胁生产和施工人员生命安全；此外，目前炸药等火工品属于国家管制物品，其审批与使用有着严格的要求，并且我国也明令禁止或限制其在高瓦斯矿井采空区中的应用。为此，本技术研发团队研发设计了一种煤矿冲击地压防治水力裂切断顶卸压工艺，施工裂切孔后，再胀裂裂切孔，最后向裂切孔内注入高压水以切断目标断顶岩层。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种煤矿冲击地压防治用高压裂切装置，以实现对裂切孔的胀裂。
4.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术解决方案如下：
5.一种煤矿冲击地压防治用高压裂切装置，包括注液器、增压器、胀裂器和数据采集仪；
6.注液器的输入端经管路连接有供液源，注液器的输出端经管路连接增压器的输入端，所述注液器将供液源中的液体注入增压器内部；
7.增压器的输出端经管路依次连接多个胀裂器，增压器将增压器内的液体增压后继续注入各个胀裂器内部，液体注入胀裂器后胀裂器膨胀；
8.增压器与胀裂器之间的管路上设置有单向截止阀，相邻胀裂器之间的管路上设置有单向截止阀；
9.各个胀裂器上均设置有泄压阀，所述泄压阀经管路与胀裂器内部连通。
10.优选的，还包括压力传感器和数据采集仪，增压器与胀裂器之间的管路上设置压力传感器，所述压力传感器经信号线缆连接数据采集仪。
11.优选的，所述胀裂器包括弹性囊和接头，所述弹性囊的两端分别设置接头，所述接头内设置有通道，通道的一端连通弹性囊内部，通道的另一端用于连接管路。
12.优选的，弹性囊的外表面设置有耐磨层。
13.优选的，弹性囊壳体内充填有钢丝网。
14.优选的，弹性囊壳体由橡胶材料制成。
15.优选的，所述接头由钢制成。
16.优选的，所述数据采集仪设置为计算机。
17.优选的，供液源中的液体设置为水。
18.优选的，所述注液器设置为高压水泵。
19.本实用新型的有益技术效果是：
20.本实用新型的煤矿冲击地压防治用高压裂切装置，可以应用于煤矿冲击地压防治水力裂切断顶卸压工艺，实现对裂切孔的胀裂，以在目标断顶岩层胀裂裂切孔位置产生裂隙；本实用新型的装置，可以反复使用，大幅降低了使用成本。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例煤矿冲击地压防治用高压裂切装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例胀裂器部分的结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例胀裂器部分的剖视图。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本实用新型的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本实用新型满足适用的法律要求。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本实用新型实施例中，提供一种煤矿冲击地压防治用高压裂切装置，请参考图1至图3所示。
27.一种煤矿冲击地压防治用高压裂切装置，包括注液器1、增压器2、胀裂器3和数据采集仪4等。
28.注液器1的输入端经管路连接供液源，注液器1的输出端经管路连接增压器2的输入端，注液器1可以将供液源中的液体注入增压器2内部。
29.本实施例供液源中的液体设置为水，以进一步降低使用成本。对应的，注液器1设置为高压水泵，高压水泵用于将水注入增压器2内部。
30.增压器2用于将其内部水的压力增加至高压，并将高压水注入到胀裂器3内部，以使胀裂器3膨胀，胀裂器3膨胀实现对裂切孔的胀裂，以在目标断顶岩层胀裂裂切孔位置产生裂隙。
31.增压器2的输出端经管路依次连接多个胀裂器3，多个胀裂器3依次连接形成链状结构。增压器2将增压器2内的液体增压后继续注入各个胀裂器3内部，液体注入胀裂器3后
胀裂器3膨胀。
32.增压器2与胀裂器3之间的管路上设置单向截止阀51，相邻胀裂器3之间的管路上设置单向截止阀51。设置单向截止阀51，以防止胀裂器3内的高压水导流。各个胀裂器3上均设置泄压阀52，泄压阀52经管路与胀裂器3内部连通。设置泄压阀52，以避免胀裂器3因高压水瞬时压力过大而破裂。
33.增压器2与胀裂器3之间的管路上设置压力传感器6，压力传感器6经信号线缆连接数据采集仪4。其中，上述数据采集仪4设置为计算机。压力传感器6感测管路中高压水的压力，并将压力信息实时上传至数据采集仪4，由数据采集仪4实时采集压力数据，以作为操作人员的控制参考数据。
34.胀裂器3包括弹性囊31和接头32，弹性囊31的两端分别装配接头32。其中，弹性囊31壳体由橡胶材料制成，接头32由钢制成。接头32内设置通道，通道的一端连通弹性囊31内部，通道的另一端设置快速接头7，快速接头7用于连接管路。弹性囊31的外表面设置耐磨层33，以避免弹性囊31在裂切孔内移动时磨损。弹性囊31壳体内充填有钢丝网，以提高弹性囊31的整体强度，避免弹性囊31局部发生剧烈膨胀导致破裂。
35.本实施例的煤矿冲击地压防治用高压裂切装置，在裂切孔施工完成后，将多个胀裂器3依次连接形成链状结构，胀裂器3的长度一般设置为1至1.5m。最下端的胀裂器3经增压器2连接位于裂切孔外的注液器1(高压水泵)，将成链状结构的多个胀裂器3推送至裂切孔内且于目标断顶岩层的断顶厚度范围内。启动高压水泵，调节增压器2设定高压水压力，高压水泵经增压器2向裂切孔内胀裂器3注入高压水施工，胀裂器3受压膨胀，对目标断顶岩层施加裂切压力，切断目标断顶岩层，降压后将胀裂器3从裂切孔内退出。其中，高压水的压力不大于70mpa，高压水注入时间不大于10min。
36.至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本实用新型一种煤矿冲击地压防治用高压裂切装置有了清楚的认识。本实用新型的一种煤矿冲击地压防治用高压裂切装置，可以应用于煤矿冲击地压防治水力裂切断顶卸压工艺，实现对裂切孔的胀裂，以在目标断顶岩层胀裂裂切孔位置产生裂隙；此外，本实用新型的装置，可以反复使用，大幅降低了使用成本。
37.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。