[实用新型]一种适用于煤炭开采的钻岩装置

说明书

本实用新型实施例提出了一种适用于煤炭开采的钻岩装置，包括气动破岩组件、高压水射组件和包含有水道的钻头；其中气动破岩组件包括壳体、设置在壳体内的水力加速组件和气流转通组件；高压水射组件包括水源与冲压组件；冲压组件设置在壳体内部并位于水力加速组件的下游；水力加速组件将水源冲入冲压组件内，冲压组件用于汇集水源；钻头与冲压组件连接，水源经过冲压组件汇集后通过钻头的水道对岩石冲击并带动钻头机械破岩。本实用新型解决了现有技术中存在的水射流不稳定，其难以有效的辅助降低钻头受力情况，无法有效提升钻孔破岩效率的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种适用于煤炭开采的钻岩装置。

背景技术

向地球深部探求矿产资源是大势所趋，其中煤炭开采深度以每年平均近20m的速度增加，浅部煤炭资源日益枯竭，深部开采将成为煤炭资源开发的常态。其中在开采钻岩过程中常利用风动锚杆钻机和高压水射流破岩等作为钻岩设备，但是随着开采深度的增加，深部地层岩石的硬度、弹性模量及破坏强度随之不断增大，岩石抗压强度可达100MPa以上，导致风动锚杆钻机钻进过程中钎杆和刀具受到的冲击及磨损急速增加，易引发钎杆断裂及钻头损坏，大大降低了其破岩能力及效率。同时破岩过程中伴生的粉尘恶化了井下生态环境，由于井下空间有限，仅靠人工通风难以快速将污浊空气净化至清洁空气的标准，对施工人员健康有不同程度的损害。现场实践表明，仅通过增加钻机功率，不但不会增加钻孔效率，且会导致钻头磨损加剧，因此，仅通过增加钻机功率难以有效提升钻孔破岩效率。

而高压水射流破岩为利用高速水流冲击破碎岩石，可辅助降低钻头受力，在一定程度上提高破岩能力，延长钻头使用寿命。但是，常规的高压水射流辅助装备往往存在以下问题：连续高压水射流仅产生单一的“水锤压力”，后续的“滞止压力”难以加剧岩石内部破裂，导致破岩效率不佳；高压水射流辅助装备常利用高压水泵及增压器等构件以产生高压水流，产生的水射流不稳定难以有效辅助降低钻头受力情况。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的高压水射流辅助装备产生的水射流不稳定，难以有效的辅助降低钻头受力情况，无法有效提升钻孔破岩效率的技术问题，本实用新型提出了一种将高压水射组件融入气动破岩组件组合成的适用于煤炭开采的钻岩装置，可有效提升高压水射组件产生的水射流稳定性，有效辅助气动破岩组件可有效提升钻岩效率。

本实用新型实施例提供了一种适用于煤炭开采的钻岩装置，包括：

气动破岩组件，其包括壳体、设置在所述壳体内的水力加速组件和气流转通组件；其中所述气流转通组件与所述壳体连接；

高压水射组件，其包括水源与冲压组件；所述冲压组件设置在所述壳体内部并位于所述水力加速组件的下游；所述水力加速组件将所述水源冲入所述冲压组件内，所述冲压组件汇集所述水源；和

包含有水道的钻头；所述钻头与所述冲压组件连接，所述水源经过所述冲压组件汇集后通过所述钻头的水道对岩石冲击并带动所述钻头机械破岩。

在一些实施例中，所述冲压组件包括冲压器和依次首尾相连的集水器、弹性蓄水器和水收冲击器；在所述壳体的长度方向上，所述水源的入口设置在所述壳体上并位于所述水力加速组件的一侧；所述集水器的输入端位于所述水源的入口远离所述水力加速组件的一侧，所述集水器的输出端连接所述弹性蓄水器；所述水收冲击器的输出端连接所述钻头；所述冲压器的一端设置在所述壳体内且另一端间歇性挤压接触所述弹性蓄水器。

在一些实施例中，在所述壳体的长度方向上，所述壳体内部设置第一限位板和第二限位板将所述壳体分割为第一腔室、第二腔室和第三腔室；其中所述冲压组件设置在所述第三腔室内；所述水源的入口设置在所述第三腔室的侧壁上。