一種煤巖定向預(yù)裂裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種煤巖定向預(yù)裂裝置，包括水力預(yù)裂設(shè)備和高壓水動(dòng)力設(shè)備；高壓水動(dòng)力設(shè)備包括儲(chǔ)水器、高壓泵和調(diào)壓閥，儲(chǔ)水器的出水口與高壓泵的進(jìn)水口之間通過動(dòng)力管道連接；水力預(yù)裂設(shè)備為工作面預(yù)裂設(shè)備或孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備；工作面預(yù)裂設(shè)備包括第一噴嘴，第一噴嘴安裝在采煤機(jī)上且其通過第一高壓輸水管與高壓泵的高壓泵送出口連接；孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備包括裝入孔隙底部的第二噴嘴，第二噴嘴通過第二高壓輸水管與高壓泵送出口連接；動(dòng)力管道上安裝有第一流量檢測(cè)單元，第一高壓輸水管和第二高壓輸水管上均裝有水壓檢測(cè)單元。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用操作簡(jiǎn)便且使用效果好，采用高壓水射流進(jìn)行煤巖預(yù)裂，且預(yù)裂過程液壓全自動(dòng)控制。
【專利說明】一種煤巖定向預(yù)裂裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煤層開采【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種煤巖定向預(yù)裂裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]煤層開采時(shí)，一般綜放工作面的頂煤破壞過程需經(jīng)歷四個(gè)階段:裂隙發(fā)育階段、裂隙擴(kuò)展階段、頂煤松動(dòng)破壞階段和頂煤垮落冒放階段。其中，在頂煤破碎過程中，上述第一和第二階段中礦山壓力的作用是關(guān)鍵，礦山壓力對(duì)頂煤的破碎程度起主導(dǎo)作用。礦山壓力是一般放頂煤工作面頂煤破碎的主要?jiǎng)恿ΑＩ鲜龅谝缓偷诙A段中中產(chǎn)生的各種細(xì)微、宏觀裂隙，與煤體原有節(jié)理裂隙一起，在很大程度上決定著頂煤的最終破碎程度。
[0003]現(xiàn)如今，主要采用水力致裂技術(shù)和爆破軟化方法進(jìn)行頂煤松動(dòng)軟化。其中，水力致裂技術(shù)的特點(diǎn)是煤體中的裂隙沿著煤層厚度垂直方向發(fā)生，即向煤體最大主應(yīng)力方向擴(kuò)展。在工作面支承壓力影響區(qū)外，水力致裂裂隙增加了頂煤破壞發(fā)育過程中的第一和第二階段的作用效果，并作為頂煤破壞的一個(gè)外加的預(yù)先處理過程和最終能夠充分破碎的誘導(dǎo)因素，降低頂煤的整體強(qiáng)度(軟化作用)，改善頂煤的冒放性，為充分發(fā)揮礦山壓力的作用，將頂煤進(jìn)一步破碎到能順利放出要求的程度創(chuàng)造了必要的條件。因此，對(duì)頂煤進(jìn)行預(yù)先綜合弱化必須根據(jù)工作面頂煤破碎過程的基本規(guī)律，系統(tǒng)分析頂煤軟化性能、控制參數(shù)、礦壓大小、裂隙規(guī)律和支架反復(fù)支撐破煤的關(guān)系特點(diǎn)，以充分利用礦山壓力作用為中心，使水力致裂、礦壓(地應(yīng)力主軸)、支架反復(fù)支撐破煤作用等相互配合和協(xié)調(diào)，從控制頂煤破碎程度和頂煤垮落角兩個(gè)方面，使它們的破煤作用效果最佳，滿足頂煤順利放出的需求。水力致裂在頂煤中超前形成壓裂帶和破壞區(qū)，并在破壞區(qū)形成飽水壓力集中。隨著頂煤逐漸靠近工作面，超前形成的松動(dòng)區(qū)和壓裂帶為頂煤在礦山壓力作用下的進(jìn)一步破壞提供了一定的位移補(bǔ)償空間，水力致裂一次應(yīng)力集中與采場(chǎng)引起的大范圍二次應(yīng)力集中(支承壓力)發(fā)生疊加，使煤體產(chǎn)生更大的變形和破壞，使上位頂煤中較早的出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)，造成上位頂煤比下位頂煤破壞程度大。這樣，頂煤進(jìn)入工作面控頂區(qū)后，下位頂煤穩(wěn)定，即工作面端面頂板的控制非常有利。同時(shí)，由于下位頂煤進(jìn)入支架上方后，支架的反復(fù)支撐對(duì)下位頂煤破碎作用比上位頂煤大而使頂煤能夠沿全厚得到較均勻的破碎，減小了對(duì)頂煤放出塊度和特大煤塊破斷沖擊壓力的產(chǎn)生。
[0004]煤層水力致裂軟化技術(shù)是充分利用地應(yīng)力條件，以增加頂煤致裂裂縫數(shù)目，并且嚴(yán)格控制其致裂裂縫發(fā)展形態(tài)為主要特征的新型煤層壓裂工藝。同時(shí)，煤層水力致裂軟化技術(shù)是解決高瓦斯堅(jiān)硬特厚煤層綜放開采中的關(guān)鍵技術(shù)，有分段水力致裂法和全長(zhǎng)水力致裂法，其技術(shù)原理是根據(jù)大放高堅(jiān)硬頂煤破壞全過程中地壓變化基本規(guī)律和煤體地應(yīng)力與節(jié)理分布特征，以壓力水源為誘導(dǎo)，充分利用煤體地應(yīng)力場(chǎng)分布及其裂隙擴(kuò)展作用為條件，通過位于壓力升高區(qū)以外的按不同間排距布孔動(dòng)壓與靜壓注水形成煤體裂隙擴(kuò)展和滲流傳壓作用，在頂煤中預(yù)先形成符合一定要求和平行于工作面的(節(jié)理組)破裂帶，以破壞弱化煤體，改變頂煤(板)的整體結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性；之后，通過靜壓注水方式，依靠礦山壓力破煤區(qū)和支架的反復(fù)支撐對(duì)頂煤不同部位的破碎作用，實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤體及時(shí)跨落，并符合要求的破碎塊度，避免頂板(煤)沖擊壓力傾向，釋放瓦斯、降低煤塵濃度，延緩煤層自燃。
[0005]與水壓致裂技術(shù)相比，采用高壓水射流割煤的方式進(jìn)行超前欲裂，具有較大優(yōu)勢(shì)，可大大降低起裂壓力，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一、高壓水射流鉆進(jìn)時(shí)，通過射流切割煤巖，噴嘴與煤體沒有直接接觸，不會(huì)出現(xiàn)機(jī)械鉆頭的發(fā)熱、磨損、壽命短等缺陷；第二、采用高壓水射流鉆孔技術(shù)施工鉆孔，成孔直徑大，可有效避免機(jī)械鉆孔時(shí)出現(xiàn)的卡鉆、夾鉆等現(xiàn)象，同時(shí)可提高鉆孔周圍煤層的透氣性；第三、高壓水射流鉆孔鉆進(jìn)速度快、能耗低；第四、高壓水射流鉆進(jìn)時(shí)孔底處于淹沒狀態(tài)，溫度低，沒有火花產(chǎn)生，可用于具有自燃煤層中的鉆孔。
[0006]但現(xiàn)如今，市場(chǎng)上缺少一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用操作簡(jiǎn)便且使用效果好的煤巖定向預(yù)裂裝置，采用高壓水射流進(jìn)行煤巖預(yù)裂，且預(yù)裂過程易于控制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用操作簡(jiǎn)便且使用效果好，采用高壓水射流進(jìn)行煤巖預(yù)裂，且預(yù)裂過程易于控制。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:包括對(duì)待處理煤巖進(jìn)行超前預(yù)裂的水力預(yù)裂設(shè)備和與所述水力預(yù)裂設(shè)備相接的高壓水動(dòng)力設(shè)備；所述高壓水動(dòng)力設(shè)備包括儲(chǔ)水器、高壓泵和對(duì)高壓泵所泵送高壓水的水壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)壓閥，所述儲(chǔ)水器的出水口與高壓泵的進(jìn)水口之間通過動(dòng)力管道連接；所述水力預(yù)裂設(shè)備為對(duì)所述待處理煤巖的采煤工作面進(jìn)行定向預(yù)裂的工作面預(yù)裂設(shè)備或?qū)λ龃幚砻簬r內(nèi)的孔隙進(jìn)行定向預(yù)裂的孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備；所述工作面預(yù)裂設(shè)備包括第一噴嘴，所述第一噴嘴安裝在采煤機(jī)上且其通過第一高壓輸水管與高壓泵的高壓泵送出口連接；所述孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備包括裝入孔隙底部的第二噴嘴，所述第二噴嘴通過第二高壓輸水管與高壓泵的所述高壓泵送出口連接；所述動(dòng)力管道上安裝有第一流量檢測(cè)單元，所述第一高壓輸水管和所述第二高壓輸水管上均裝有水壓檢測(cè)單元，所述第一流量檢測(cè)單元和水壓檢測(cè)單元均與數(shù)據(jù)采集單元相接，所述數(shù)據(jù)采集單元與控制器相接。
[0009]上述一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征是:所述調(diào)壓閥為高壓泵自帶的調(diào)壓閥門。
[0010]上述一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征是:所述第一噴嘴固定安裝在采煤機(jī)的機(jī)身上或安裝在采煤機(jī)的滾筒驅(qū)動(dòng)軸上。
[0011]上述一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征是:所述第一噴嘴固定安裝在采煤機(jī)的機(jī)身上部或同軸安裝在所述滾筒驅(qū)動(dòng)軸上，所述采煤機(jī)的機(jī)身上部安裝有對(duì)第一噴嘴的位置進(jìn)行平移的噴嘴平移機(jī)構(gòu)，所述第一噴嘴安裝在噴嘴平移機(jī)構(gòu)上。
[0012]上述一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征是:所述第一高壓輸水管經(jīng)采煤機(jī)后方所設(shè)置的電纜槽后與第一噴嘴連接。
[0013]上述一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征是:所述工作面預(yù)裂設(shè)備還包括分流閥，所述分流閥上設(shè)置有一個(gè)進(jìn)液口和兩個(gè)出液口 ；所述分流閥安裝在第一高壓輸水管上，且第一高壓輸水管以分流閥為界分為水泵側(cè)輸水管和噴嘴側(cè)輸水管；所述水泵側(cè)輸水管連接于所述高壓泵送出口與分流閥的進(jìn)液口之間，所述噴嘴側(cè)輸水管連接于第一噴嘴與分流閥的一個(gè)出液口之間，所述分流閥的另一個(gè)出液口與所述儲(chǔ)水器之間通過分流管連接。
[0014]上述一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征是:所述第二高壓輸水管包括位于孔隙外側(cè)的孔外輸水管和伸入至孔隙內(nèi)的孔內(nèi)輸水管，所述孔外輸水管的進(jìn)水端與所述高壓泵送出口連接且其出水端與孔內(nèi)輸水管的進(jìn)水端連接，所述第二噴嘴安裝在孔內(nèi)輸水管的出水端上；所述孔內(nèi)輸水管為金屬管、硬質(zhì)塑料管或硬質(zhì)橡膠管。
[0015]上述一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征是:所述孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備還包括液壓卷管器，所述孔外輸水管的出水端纏繞在液壓卷管器上。
[0016]上述一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征是:所述液壓卷管器上設(shè)置有帶動(dòng)孔內(nèi)輸水管平移的輸水管平移機(jī)構(gòu)，所述孔內(nèi)輸水管的進(jìn)水端安裝在所述輸水管平移機(jī)構(gòu)上。
[0017]上述一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征是:還包括控制面板，所述控制面板上設(shè)置有顯示單元，所述顯示單元與控制器相接；所述高壓泵為電動(dòng)泵；所述高壓泵上設(shè)置有回流口，所述高壓泵的回流口通過回流管與所述儲(chǔ)水器上所設(shè)置的回水口相接；所述回流管上安裝有第二流量檢測(cè)單元，所述第二流量檢測(cè)單元與數(shù)據(jù)采集單元相接。
[0018]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且安裝布設(shè)方便，投入成本較低。
[0020]2、使用操作簡(jiǎn)便且預(yù)裂過程控制簡(jiǎn)單，通過調(diào)壓閥對(duì)高壓泵所提供高壓水的流量與水壓進(jìn)行控制，能對(duì)預(yù)裂速度進(jìn)行簡(jiǎn)便控制。
[0021]3、設(shè)置有對(duì)高壓泵所提供高壓水的流量與水壓進(jìn)行檢測(cè)的流量檢測(cè)單元和水壓檢測(cè)單元，并通過顯示單元對(duì)流量檢測(cè)單元和水壓檢測(cè)單元所檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行同步直觀顯示，因而操控人員能簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確了解預(yù)裂過程。
[0022]4、所設(shè)置的噴嘴平移機(jī)構(gòu)和輸水管平移機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且操控簡(jiǎn)便、使用效果好，能對(duì)水力預(yù)裂設(shè)備的預(yù)裂位置、預(yù)裂方向和預(yù)裂深度進(jìn)行簡(jiǎn)便調(diào)整。
[0023]5、所采用的高壓水動(dòng)力設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能為水力預(yù)裂設(shè)備提供高壓力、大流量的高壓水射流。
[0024]6、使用效果好，實(shí)用價(jià)值高，并且運(yùn)行穩(wěn)定，安全環(huán)保，性價(jià)比高，應(yīng)用前景好，主要以下幾方面作用:第一、能對(duì)煤層進(jìn)行超前定向水平割煤，這樣可降低水壓致裂的起步壓力，特別適用于煤層無裂隙發(fā)育的致密硬煤；第二、能改變煤層原始垂直煤層主應(yīng)力的方向?yàn)橐欢ǚ秶乃街鲬?yīng)力，避免壓裂時(shí)切頂和切底，造成頂板和底板的破壞；第三、能實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)定向預(yù)裂，不但能夠使原始裂隙擴(kuò)展發(fā)育，還能形成無裂隙發(fā)育煤層的裂隙，并控制裂隙擴(kuò)展方向；壓裂時(shí)，采用本實(shí)用新型可以擴(kuò)展煤層中的原始裂隙，也可以形成煤層的裂隙；同時(shí)還可以在一定范圍內(nèi)控制裂隙的形成方向，從而控制煤層中裂隙的發(fā)育；第四、采用本實(shí)用新型能對(duì)煤層瓦斯抽采進(jìn)行有效控制；第五、高壓注水困難的堅(jiān)硬煤層首先形成一定方向的裂隙，然后對(duì)形成的裂隙進(jìn)行水壓致裂，對(duì)煤體進(jìn)行預(yù)裂，形成塊度。形成的裂隙可使附著在煤的瓦斯變成游離狀態(tài)，從而降低瓦斯的吸附，有利于瓦斯的抽采；而且，通過形成裂隙，在煤層中形成塊度，使得原本具有彈性能的煤體改變成塑性區(qū)，對(duì)動(dòng)力沖擊災(zāi)害的防治也有效控制；在形成裂隙進(jìn)行水壓致裂時(shí)，可在水中加入防滅火材料，對(duì)煤層自燃和防塵問題也有效解決；第六、能對(duì)煤層表面進(jìn)行預(yù)裂，具體是在煤壁表面割槽，對(duì)煤壁進(jìn)行卸壓，防塵，提尚塊煤率。
[0025]綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用操作簡(jiǎn)便且使用效果好、采用高壓水射流進(jìn)行煤巖預(yù)裂，能對(duì)煤層進(jìn)行超前定向預(yù)裂，預(yù)裂全過程液壓全自動(dòng)控制，且預(yù)裂過程易于控制。
[0026]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的使用狀態(tài)參考圖。
[0028]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路原理框圖。
[0029]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的使用狀態(tài)參考圖。
[0030]附圖標(biāo)記說明:
[0031]I一尚壓泵； 2—?jiǎng)恿艿溃?—調(diào)壓閥；
[0032]4一孔隙； 5—第一噴嘴；6-1—第一高壓輸水管；
[0033]6-2—孔外輸水管； 6-3—孔內(nèi)輸水管；7—采煤機(jī)；
[0034]8一第二噴嘴；9一第一流量檢測(cè)單兀；10—水壓檢測(cè)單兀；
[0035]11 一數(shù)據(jù)米集單兀；12—控制器；13—第二流量檢測(cè)單兀；
[0036]14一電纜槽； 15—分流閥；16—分流管；
[0037]17—液壓卷管器； 18—顯示單元；19 一煤層；
[0038]20一噴嘴平移機(jī)構(gòu)；21—輸水管平移機(jī)構(gòu)；22—水箱。

【具體實(shí)施方式】
[0039]實(shí)施例1
[0040]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括對(duì)待處理煤巖進(jìn)行超前預(yù)裂的水力預(yù)裂設(shè)備和與所述水力預(yù)裂設(shè)備相接的高壓水動(dòng)力設(shè)備；所述高壓水動(dòng)力設(shè)備包括儲(chǔ)水器、高壓泵I和對(duì)高壓泵I所泵送高壓水的水壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)壓閥3，所述儲(chǔ)水器的出水口與高壓泵I的進(jìn)水口之間通過動(dòng)力管道2連接。所述水力預(yù)裂設(shè)備為對(duì)所述待處理煤巖的采煤工作面進(jìn)行定向預(yù)裂的工作面預(yù)裂設(shè)備或?qū)λ龃幚砻簬r內(nèi)的孔隙4進(jìn)行定向預(yù)裂的孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備。
[0041 ] 本實(shí)施例中，所述水力預(yù)裂設(shè)備為所述孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備。并且，所述待處理煤層為煤層19。所述動(dòng)力管道2為高壓水供給管道。
[0042]所述孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備包括裝入孔隙4底部的第二噴嘴8，所述第二噴嘴8通過第二高壓輸水管與高壓泵I的所述高壓泵送出口連接。所述動(dòng)力管道2上安裝有第一流量檢測(cè)單元9，所述第二高壓輸水管上裝有水壓檢測(cè)單元10，所述第一流量檢測(cè)單元9和水壓檢測(cè)單元10均與數(shù)據(jù)采集單元11相接，所述數(shù)據(jù)采集單元11與控制器12相接。
[0043]本實(shí)施例中，所述調(diào)壓閥3為高壓泵I自帶的調(diào)壓閥門。
[0044]同時(shí)，本實(shí)用新型還包括控制面板，所述控制面板上設(shè)置有顯示單元18，所述顯示單元18與控制器12相接，
[0045]實(shí)際使用時(shí)，通過數(shù)據(jù)采集單元11對(duì)第一流量檢測(cè)單元9和水壓檢測(cè)單元10所檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行采集，并將所采集信息同步上傳至控制器12，且通過顯示單元18對(duì)第一流量檢測(cè)單元9和水壓檢測(cè)單元10所檢測(cè)參數(shù)同步進(jìn)行直觀顯示。
[0046]本實(shí)施例中，所述高壓泵I為電動(dòng)泵。
[0047]本實(shí)施例中，所述高壓泵I上設(shè)置有回流口，所述高壓泵I的回流口通過回流管與所述儲(chǔ)水器上所設(shè)置的回水口相接。所述回流管上安裝有第二流量檢測(cè)單元13，所述第二流量檢測(cè)單元13與數(shù)據(jù)采集單元11相接。
[0048]因而，預(yù)裂完成后，能將所述第二高壓輸水管內(nèi)的多余高壓水回流，確保本實(shí)用新型安全、可靠使用，并具有節(jié)流效果。
[0049]本實(shí)施例中，所述第二高壓輸水管包括位于孔隙4外側(cè)的孔外輸水管6-2和伸入至孔隙4內(nèi)的孔內(nèi)輸水管6-3，所述孔外輸水管6-2的進(jìn)水端與所述高壓泵送出口連接且其出水端與孔內(nèi)輸水管6-3的進(jìn)水端連接，所述第二噴嘴8安裝在孔內(nèi)輸水管6-3的出水端上；所述孔內(nèi)輸水管6-3為金屬管、硬質(zhì)塑料管或硬質(zhì)橡膠管。
[0050]同時(shí)，所述孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備還包括液壓卷管器17，所述孔外輸水管6-2的出水端纏繞在液壓卷管器17上。
[0051]本實(shí)施例中，所述液壓卷管器17上設(shè)置有帶動(dòng)孔內(nèi)輸水管6-3平移的輸水管平移機(jī)構(gòu)21，所述孔內(nèi)輸水管6-3的進(jìn)水端安裝在輸水管平移機(jī)構(gòu)21上。
[0052]實(shí)際使用時(shí)，通過輸水管平移機(jī)構(gòu)21進(jìn)行能對(duì)孔內(nèi)輸水管6-3進(jìn)行前后、左右移動(dòng)，也能對(duì)孔內(nèi)輸水管6-3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因而能對(duì)孔內(nèi)輸水管6-3上所裝第二噴嘴8的朝向和位置進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到對(duì)預(yù)裂方向和預(yù)裂深度進(jìn)行調(diào)節(jié)的位置。
[0053]本實(shí)施例中，所述輸水管平移機(jī)構(gòu)21包括長(zhǎng)度和寬度均能調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)架和安裝在所述調(diào)節(jié)架上的旋轉(zhuǎn)架，所述調(diào)節(jié)架安裝在液壓卷管器17上，所述孔內(nèi)輸水管6-3的進(jìn)水端安裝在所述旋轉(zhuǎn)架上。
[0054]實(shí)際使用時(shí)，所述高壓泵I為本實(shí)用新型的動(dòng)力設(shè)備，通過高壓泵I為所述水力預(yù)裂設(shè)備提供高壓水，同時(shí)本實(shí)用新型能對(duì)高壓泵I所提供高壓水的流量和水壓進(jìn)行檢測(cè)，因而具有超流量和超壓檢測(cè)功能，并且通過調(diào)壓閥3能高壓泵I所提供高壓水的水壓和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而能對(duì)預(yù)裂過程進(jìn)行簡(jiǎn)便、有效控制，這樣便能對(duì)預(yù)裂速度和預(yù)裂程度進(jìn)行調(diào)整，并相應(yīng)達(dá)到煤層預(yù)裂改造的作用。
[0055]本實(shí)施例中，所選用高壓泵I的出口壓力達(dá)66MPa且其出口流量為7.lm3/h。
[0056]本實(shí)施例中，所述儲(chǔ)水器為內(nèi)部裝有預(yù)裂用活性水的水箱22，所述水箱22上部設(shè)置有入水口和溢流口。
[0057]實(shí)施例2
[0058]本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是:所述水力預(yù)裂設(shè)備為工作面預(yù)裂設(shè)備；所述工作面預(yù)裂設(shè)備包括第一噴嘴5，所述第一噴嘴5安裝在采煤機(jī)7上且其通過第一高壓輸水管6-1與高壓泵I的高壓泵送出口連接。
[0059]本實(shí)施例中，所述第一高壓輸水管6-1裝有水壓檢測(cè)單元10，且第一高壓輸水管6-1上所裝的水壓檢測(cè)單元10與數(shù)據(jù)采集單元11相接。
[0060]實(shí)際安裝時(shí)，所述第一噴嘴5固定安裝在采煤機(jī)7的機(jī)身上或安裝在采煤機(jī)7的滾筒驅(qū)動(dòng)軸上。其中，當(dāng)?shù)谝粐娮?安裝在采煤機(jī)7的滾筒驅(qū)動(dòng)軸上時(shí)，第一噴嘴5同軸安裝在所述滾筒驅(qū)動(dòng)軸上。
[0061]本實(shí)施例中，所述第一噴嘴5固定安裝在采煤機(jī)7的機(jī)身上部。
[0062]并且，所述第一噴嘴5固定安裝在采煤機(jī)7的機(jī)身上部中央
[0063]本實(shí)施例中，所述采煤機(jī)7的機(jī)身上部安裝有對(duì)第一噴嘴5的位置進(jìn)行平移的噴嘴平移機(jī)構(gòu)20，所述第一噴嘴5安裝在噴嘴平移機(jī)構(gòu)20上。
[0064]實(shí)際使用時(shí)，通過噴嘴平移機(jī)構(gòu)20進(jìn)行能對(duì)第一噴嘴5進(jìn)行前后、左右移動(dòng)，也能對(duì)第一噴嘴5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到對(duì)預(yù)裂方向和預(yù)裂深度進(jìn)行調(diào)節(jié)的位置。
[0065]本實(shí)施例中，所述噴嘴平移機(jī)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)與輸水管平移機(jī)構(gòu)21的結(jié)構(gòu)相同，所述噴嘴平移機(jī)構(gòu)20包括長(zhǎng)度和寬度均能調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)架和安裝在所述調(diào)節(jié)架上的旋轉(zhuǎn)架，所述噴嘴平移機(jī)構(gòu)20的調(diào)節(jié)架安裝在采煤機(jī)7的機(jī)身上部，所述第一噴嘴5安裝在噴嘴平移機(jī)構(gòu)20的旋轉(zhuǎn)架上。
[0066]本實(shí)施例中，所述第一高壓輸水管6-1經(jīng)采煤機(jī)7后方所設(shè)置的電纜槽14后與第一噴嘴5連接。
[0067]本實(shí)施例中，所述工作面預(yù)裂設(shè)備還包括分流閥15，所述分流閥15上設(shè)置有一個(gè)進(jìn)液口和兩個(gè)出液口。所述分流閥15安裝在第一高壓輸水管6-1上，且第一高壓輸水管6-1以分流閥15為界分為水泵側(cè)輸水管和噴嘴側(cè)輸水管；所述水泵側(cè)輸水管連接于所述高壓泵送出口與分流閥15的進(jìn)液口之間，所述噴嘴側(cè)輸水管連接于第一噴嘴5與分流閥15的一個(gè)出液口之間，所述分流閥15的另一個(gè)出液口與所述儲(chǔ)水器之間通過分流管16連接。
[0068]本實(shí)施例中，所述的噴水口與所述采煤工作面正對(duì)。
[0069]本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。
[0070]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:包括對(duì)待處理煤巖進(jìn)行超前預(yù)裂的水力預(yù)裂設(shè)備和與所述水力預(yù)裂設(shè)備相接的高壓水動(dòng)力設(shè)備；所述高壓水動(dòng)力設(shè)備包括儲(chǔ)水器、高壓泵(I)和對(duì)高壓泵(I)所泵送高壓水的水壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)壓閥(3)，所述儲(chǔ)水器的出水口與高壓泵(I)的進(jìn)水口之間通過動(dòng)力管道(2)連接；所述水力預(yù)裂設(shè)備為對(duì)所述待處理煤巖的采煤工作面進(jìn)行定向預(yù)裂的工作面預(yù)裂設(shè)備或?qū)λ龃幚砻簬r內(nèi)的孔隙(4)進(jìn)行定向預(yù)裂的孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備；所述工作面預(yù)裂設(shè)備包括第一噴嘴(5)，所述第一噴嘴(5)安裝在采煤機(jī)(7)上且其通過第一高壓輸水管(6-1)與高壓泵(I)的高壓泵送出口連接；所述孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備包括裝入孔隙(4)底部的第二噴嘴(8)，所述第二噴嘴(8)通過第二高壓輸水管與高壓泵(I)的所述高壓泵送出口連接；所述動(dòng)力管道(2)上安裝有第一流量檢測(cè)單元(9)，所述第一高壓輸水管(6-1)和所述第二高壓輸水管上均裝有水壓檢測(cè)單元(10)，所述第一流量檢測(cè)單元(9)和水壓檢測(cè)單元(10)均與數(shù)據(jù)采集單元(11)相接，所述數(shù)據(jù)采集單元(11)與控制器(12)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:所述調(diào)壓閥(3)為高壓泵(I)自帶的調(diào)壓閥門。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:所述第一噴嘴(5)固定安裝在采煤機(jī)(7)的機(jī)身上或安裝在采煤機(jī)(7)的滾筒驅(qū)動(dòng)軸上。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:所述第一噴嘴(5)固定安裝在采煤機(jī)(7)的機(jī)身上部或同軸安裝在所述滾筒驅(qū)動(dòng)軸上，所述采煤機(jī)(7)的機(jī)身上部安裝有對(duì)第一噴嘴(5)的位置進(jìn)行平移的噴嘴平移機(jī)構(gòu)(20)，所述第一噴嘴(5)安裝在噴嘴平移機(jī)構(gòu)(20)上。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:所述第一高壓輸水管(6-1)經(jīng)采煤機(jī)(7)后方所設(shè)置的電纜槽(14)后與第一噴嘴(5)連接。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:所述工作面預(yù)裂設(shè)備還包括分流閥(15)，所述分流閥(15)上設(shè)置有一個(gè)進(jìn)液口和兩個(gè)出液口 ；所述分流閥(15)安裝在第一高壓輸水管(6-1)上，且第一高壓輸水管(6-1)以分流閥(15)為界分為水泵側(cè)輸水管和噴嘴側(cè)輸水管；所述水泵側(cè)輸水管連接于所述高壓泵送出口與分流閥(15)的進(jìn)液口之間，所述噴嘴側(cè)輸水管連接于第一噴嘴(5)與分流閥(15)的一個(gè)出液口之間，所述分流閥(15)的另一個(gè)出液口與所述儲(chǔ)水器之間通過分流管(16)連接。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:所述第二高壓輸水管包括位于孔隙⑷外側(cè)的孔外輸水管(6-2)和伸入至孔隙⑷內(nèi)的孔內(nèi)輸水管(6-3)，所述孔外輸水管￠-2)的進(jìn)水端與所述高壓泵送出口連接且其出水端與孔內(nèi)輸水管(6-3)的進(jìn)水端連接，所述第二噴嘴(8)安裝在孔內(nèi)輸水管￠-3)的出水端上；所述孔內(nèi)輸水管(6-3)為金屬管、硬質(zhì)塑料管或硬質(zhì)橡膠管。
8.按照權(quán)利要求7所述的一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:所述孔內(nèi)預(yù)裂設(shè)備還包括液壓卷管器(17)，所述孔外輸水管￠-2)的出水端纏繞在液壓卷管器(17)上。
9.按照權(quán)利要求8所述的一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:所述液壓卷管器(17)上設(shè)置有帶動(dòng)孔內(nèi)輸水管(6-3)平移的輸水管平移機(jī)構(gòu)(21)，所述孔內(nèi)輸水管￠-3)的進(jìn)水端安裝在輸水管平移機(jī)構(gòu)(21)上。
10.按照權(quán)利要求1或2所述的一種煤巖定向預(yù)裂裝置，其特征在于:還包括控制面板，所述控制面板上設(shè)置有顯示單元(18)，所述顯示單元(18)與控制器(12)相接；所述高壓泵(I)為電動(dòng)泵；所述高壓泵(I)上設(shè)置有回流口，所述高壓泵(I)的回流口通過回流管與所述儲(chǔ)水器上所設(shè)置的回水口相接；所述回流管上安裝有第二流量檢測(cè)單元(13)，所述第二流量檢測(cè)單元(13)與數(shù)據(jù)采集單元(11)相接。
【文檔編號(hào)】E21B43/26GK204200222SQ201420645240
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】鄧廣哲 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)