БУРИЛЬНАЯ ШТАНГА С ПРОТИВОДЕЙСТВИЕМ БЛОКИРОВАНИЮ ДЛЯ АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ ПОДОШВЫ ВЫРАБОТКИ УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ Российский патент 2018 года по МПК E21B17/18 E21B17/22 E21D21/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области техники анкерного оборудования подошвы выработки, в частности к бурильной штанге для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты, с помощью которой можно выполнять строительство быстро и чисто, предотвращая блокирование.

Уровень техники

Поскольку экономика в Китае быстро развивается, требуется все больше электроэнергии, при этом трудно изменить ситуацию, в которой запасы угля являются в долгосрочной перспективе главным источником энергии в Китае; при этом угольная промышленность непрерывно развивается в направлении тренда механизации и автоматизации. В большинстве угольных шахт в Китае подошвы выработки сильно повреждаются выпучиванием в большинстве угольных шахт вследствие свойств угленосной породы, глубины залегания и напряжения в геологической среде и т.д. Таким образом, безопасные работы на горной выработке испытывают отрицательные воздействия и нарушается безопасность работ в угольных шахтах. При этом упрочнение подошвы является трудной задачей.

В настоящее время анкерное болтовое крепление является наиболее эффективным средством для упрочнения подошвы выработки и управления ею в угольных шахтах в Китае. Выполнено небольшое количество исследований анкерного оборудования, специально разработанного для подошв выработки в угольных шахтах в Китае в настоящее время. Способ бурения с промывкой, применяемый с обычным анкерным оборудованием, предусматривает непосредственное нагнетание воды под высоким давлением, подаваемой из фиксированного источника воды во вращающуюся пустотелую бурильную штангу для выдавливания смеси ила с водой из зазора между бурильной штангой и угольным пластом (пластом горной породы). Такой способ бурения с промывкой имеет некоторые технические недостатки при буровых работах в подошве выработки в угольных шахтах: во-первых, смесь ила с водой, выдавливаемая из зазора, разбрызгивается вокруг, когда бурильная штанга вращается, и не может быть собрана, что отрицательно влияет на обычное перемещение транспортного оборудования и персонала по выработке; в дополнение, усугубляется проблема вспучивания подошвы выработки вследствие размягчения окружающих горных пород, пропитываемых водой; во-вторых, обычные способы бурения могут приводить к застреванию инструмента и блокированию пробуренного отверстия в процессе бурения подошвы выработки, и извлечение бурового долота и работа по очистке пробуренного отверстия являются весьма сложными в процессе бурения; таким образом, эффективность работ по анкерному креплению подошвы выработки подвергается отрицательному воздействию; в-третьих, угольная (горной породы) пыль в процессе бурения может попадать в выработку, обуславливая увеличенные трудности в подавлении пыли в выработке и подвергая опасности физическое здоровье рабочих.

Таким образом, очень важно разработать бурильную штангу для анкерного крепления подошвы выработки, которую можно устанавливать безопасно и просто и выполнять быстрое и чистое строительство для сегодняшней добычи в угольных шахтах.

Раскрытие изобретения

Для преодоления недостатков уровня техники в настоящем изобретении предложена бурильная штанга с противодействием блокированию для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты, которая имеет простую конструкцию, не требует больших затрат и обладает функциями бурения отверстия, промывки пробуренного отверстия и удаления сточной воды.

Бурильная штанга с противодействием блокированию для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты, предложенная в настоящем изобретении, представляет собой пустотелую бурильную штангу, при этом полая гильза установлена в пустотелой бурильной штанге, соединительное устройство с резьбой на переднем конце установлено на переднем конце пустотелой бурильной штанги, соединительное устройство с резьбой на заднем конце установлено на заднем конце пустотелой бурильной штанги, соединительная проволока намотана по спирали на полую гильзу, спиральное направление соединительной проволоки является противоположным направлению рабочего вращения бурильной штанги, и спиральный зазор образован между соединительной проволокой и внутренним каналом пустотелой бурильной штанги; водонепроницаемая выемка выполнена в заднем конце полой гильзы.

Канавка для зажатия ключом выполнена на наружной поверхности пустотелой бурильной штанги около соединительного устройства с резьбой на переднем конце и соединительного устройства с резьбой на заднем конце соответственно; канавка для зажатия ключом имеет призматическую форму или квадратную форму.

Положительный эффект: с технической схемой, описанной выше, бурильную штангу, предложенную в настоящем изобретении, можно не только эффективно применять для бурения подошвы выработки в угольной шахте, но также можно реализовать одновременное бурение отверстия, промывку пробуренного отверстия и удаление сточной воды. Когда бурильная штанга работает, чистая вода может нагнетаться под давлением, угольный (горной породы) порошок на концах бурящегося отверстия может смываться и удаляться нагнетаемой под давлением чистой водой, и сточная вода может откачиваться насосом наружу из концов через полую гильзу и затем может централизованно обрабатываться. Устройство эффективно обеспечивает противодействие блокировке бурильной штанги для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты, решает проблему блокировки пробуренного отверстия в конструкции подошвы выработки при обычном способе бурения, исключает сложные процедуры извлечения бурового долота и промывки пробуренного отверстия в процессе бурения и значительно улучшает эффективность анкерного крепления подошвы выработки. Бурильная штанга имеет простую конструкцию, высокую адаптируемость, является простой в эксплуатации и имеет широкую применимость.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана принципиальная схема конструкции бурильной штанги в настоящем изобретении.

На фиг. 2 показана принципиальная схема конструкции полой гильзы в настоящем изобретении.

На фигурах:

1 - пустотелая бурильная штанга;

2 - полая гильза;

3 - канавка для зажатия ключом;

4 - соединительная проволока;

5 - соединительное устройство с резьбой на переднем конце;

6 - соединительное устройство с резьбой на заднем конце;

7 - водонепроницаемая выемка.

Осуществление изобретения

Ниже один пример настоящего изобретения описан со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Как показано на фиг. 1 и 2, бурильная штанга с противодействием блокированию для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты, предложенная в настоящем изобретении, в основном содержит пустотелую бурильную штангу 1 и полую гильзу 2, при этом полая гильза 2 установлена в пустотелой бурильной штанге 1, соединительное устройство 5 с резьбой на переднем конце расположено на переднем конце пустотелой бурильной штанги 1, соединительное устройство 6 с резьбой на заднем конце установлено на заднем конце пустотелой бурильной штанги 1, канавка 3 для зажатия ключом выполнена на наружной поверхности пустотелой бурильной штанги 1 около соединительного устройства 5 с резьбой на переднем конце и соединительного устройства 6 с резьбой на заднем конце, соответственно, и канавка 3 для зажатия ключом имеет призматическую форму или квадратную форму; соединительная проволока 4 намотана по спирали на полую гильзу 2, спиральное направление соединительной проволоки 4 является противоположным направлению рабочего вращения бурильной штанги, и спиральный зазор образован между соединительной проволокой 4 и внутренним каналом пустотелой бурильной штанги 1; водонепроницаемая выемка 7 выполнена в заднем конце полой гильзы 2.

Способ работы: после соединения бурильной штанги с буровой установкой и буровым долотом полую гильзу 2 вставляют в водонепроницаемую выемку 7 и бурильную штангу затягивают ключом, сцепляя ключ с канавкой 3 для зажатия ключом, при этом реализуется соединение головной и хвостовой части бурильной штанги и бурильная штанга удлиняется. Буровая установка приводит бурильную штангу во вращение через соединительное устройство 6 с резьбой на заднем конце, при этом начинается бурение. Одновременно, чистая вода под давлением нагнетается через полость между пустотелой бурильной штангой 1 и полой гильзой 2 в бурильную штангу и передается в буровое долото для промывки пробуренного отверстия, когда спиральная соединительная проволока 4 между пустотелой бурильной штангой 1 и полой гильзой 2 вращается; спиральная соединительная проволока 4 обеспечивает хорошее воздействие для направления воды под давлением и фиксации полой гильзы 2; канал в полой гильзе 2 является каналом отвода сточной воды. В процессе промывки пробуренного отверстия с помощью устройства отвода сточной воды в буровой установке сточная вода всасывается от бурового долота в полую гильзу 2 бурильной штанги с противодействием блокированию для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты, при этом сточная вода отводится наружу. Устройство решает проблему блокирования пробуренного отверстия в конструкции подошвы выработки при обычном способе бурения, исключает сложные процедуры извлечения бурового долота и промывки пробуренного отверстия в процессе бурения и реализует одновременное бурение отверстия, промывку пробуренного отверстия и отвод сточной воды.

Изобретение относится к области техники анкерного оборудования подошвы выработки, в частности к бурильной штанге для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты. Технический результат – одновременное выполнение бурения, промывки и выпуск шлама. Устройство имеет простую конструкцию и хорошо адаптируется, просто управляется, обеспечивает удовлетворительное противодействие. Бурильная штанга содержит пустотелую бурильную штангу, причем полая гильза установлена в пустотелой бурильной штанге, соединительное устройство с резьбой на переднем конце расположено на переднем конце пустотелой бурильной штанги, соединительное устройство с резьбой на заднем конце установлено на заднем конце пустотелой бурильной штанги, соединительную проволоку, намотанную по спирали на полую гильзу, при этом спиральное направление соединительной проволоки является противоположным направлению рабочего вращения бурильной штанги, и спиральный зазор, образованный между соединительной проволокой и внутренним каналом пустотелой бурильной штанги. Водонепроницаемая выемка выполнена в заднем конце полой гильзы. Бурильная штанга выполнена таким образом, что во время работы после соединения бурильной штанги с буровой установкой и буровым долотом полую гильзу вставляют в водонепроницаемую выемку, и бурильную штангу затягивают ключом, сцепляя ключ с канавкой для зажатия ключом, при этом реализуется соединение головной и хвостовой части бурильной штанги, и бурильная штанга удлиняется. Буровая установка приводит бурильную штангу во вращение через соединительное устройство с резьбой на заднем конце, при этом начинается бурение. Одновременно чистая вода под давлением нагнетается через полость между пустотелой бурильной штангой и полой гильзой в бурильную штангу и передается в буровое долото для промывки пробуренного отверстия, когда спиральная соединительная проволока между пустотелой бурильной штангой и полой гильзой вращается. Спиральная соединительная проволока обеспечивает хорошее воздействие для направления воды под давлением и фиксации полой гильзы. Канал в полой гильзе является каналом отвода сточной воды. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Бурильная штанга с противодействием блокированию для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты, содержащая пустотелую бурильную штангу (1), причем

полая гильза (2) установлена в пустотелой бурильной штанге (1),

соединительное устройство (5) с резьбой на переднем конце расположено на переднем конце пустотелой бурильной штанги (1),

соединительное устройство (6) с резьбой на заднем конце установлено на заднем конце пустотелой бурильной штанги (1),

соединительная проволока (4) намотана по спирали на полую гильзу (2),

спиральное направление соединительной проволоки (4) является противоположным направлению рабочего вращения бурильной штанги, и

спиральный зазор образован между соединительной проволокой (4) и внутренним каналом пустотелой бурильной штанги (1);

водонепроницаемая выемка (7) выполнена в заднем конце полой гильзы (2),

причем бурильная штанга выполнена таким образом, что во время работы после соединения бурильной штанги с буровой установкой и буровым долотом полую гильзу (2) вставляют в водонепроницаемую выемку (7) и бурильную штангу затягивают ключом, сцепляя ключ с канавкой (3) для зажатия ключом, при этом реализуется соединение головной и хвостовой части бурильной штанги и бурильная штанга удлиняется; буровая установка приводит бурильную штангу во вращение через соединительное устройство (6) с резьбой на заднем конце, при этом начинается бурение; одновременно, чистая вода под давлением нагнетается через полость между пустотелой бурильной штангой (1) и полой гильзой (2) в бурильную штангу и передается в буровое долото для промывки пробуренного отверстия, когда спиральная соединительная проволока (4) между пустотелой бурильной штангой (1) и полой гильзой (2) вращается; спиральная соединительная проволока (4) обеспечивает хорошее воздействие для направления воды под давлением и фиксации полой гильзы (2); канал в полой гильзе (2) является каналом отвода сточной воды; в процессе промывки пробуренного отверстия с помощью устройства отвода сточной воды в буровой установке сточная вода всасывается от бурового долота в полую гильзу (2) бурильной штанги с противодействием блокированию для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты, при этом сточная вода отводится наружу.

2. Бурильная штанга с противодействием блокированию для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты по п. 1, в которой канавка (3) для зажатия ключом выполнена на наружной поверхности пустотелой бурильной штанги (1) около соединительного устройства (5) с резьбой на переднем конце и соединительного устройства (6) с резьбой на заднем конце соответственно.

3. Бурильная штанга с противодействием блокированию для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты по п. 2, в которой канавка (3) для зажатия ключом имеет призматическую форму или квадратную форму.