[发明专利]一种可开合孔内纵向切槽装置

说明书

技术领域

本发明涉及矿用机具技术领域，特别是涉及一种可开合孔内纵向切槽装置。

背景技术

在煤系地层中，开采煤层的上方经常赋存有厚而坚硬的砂岩、砾岩或石灰岩等岩层。此类岩层岩石强度高、节理裂隙不发育、厚度大、整体性强、自承能力强，煤层开采后大面积悬露在采空区，短期内不垮落；一旦垮落，一次垮落的面积大、高度大，形成强烈的周期性来压，且来压时有明显的动力现象，常造成支护设备损坏，危及人身安全等恶性事故。此类厚层顶板被称为坚硬难垮顶板，过去常用煤柱支撑法控制坚硬难垮顶板，但煤炭损失大，仍有大面积来压威胁，现在已基本不采用。采空区充填法由于成本太高亦很少使用。目前我国坚硬难垮顶板的控制基本是以爆破为主，注水软化为辅的方法，但此类方法的缺点是：工程量和炸药消耗量大、安全性差、成本高、污染井下空气；干扰回采工序，影响回采进度；放顶效果难以人为控制，易引起工作面控顶管理困难；当胶结物为碳酸盐类矿物岩层或煤层上有一定厚度的松软直接顶和伪顶时，注水软化效果不明显；在高瓦斯矿井或煤层中应用爆破法控顶时，需采取防止瓦斯或煤尘爆炸的措施；对于浅埋深情形，爆破控顶易对地面及周边环境的安全构成一定威胁。

对于坚煤矿硬难垮顶板的控制问题，采用了水力压裂技术。目前坚硬难垮顶板水力压裂主要是在坚硬难垮顶板中打设钻孔，利用专门的径向开槽钻头，在一定层位切割环形弱面槽，对环形弱面槽两端密封后注入高压水，使坚硬顶板在高压水作用下沿弱面槽边缘方向开裂。利用径向切槽钻头在钻孔中切槽后，水力裂缝在顶板岩层中扩展，使坚硬顶板沿水力裂缝被切割成不连续薄层，厚度减小，削弱了顶板岩层的整体性和稳定性，能够促进顶板的垮落。但是，径向切槽水压致裂后，不能彻底切断坚硬顶板，该水力裂缝扩展的方向和角度不利于顶板岩石的垮落，水力裂缝将顶板岩层切割后，工作面后方应垮落岩块位于水力裂缝的上方，由于水力裂缝下方岩块的支承作用，上方的岩块并不能顺利及时的垮落，并且上方岩块的滑落旋转会对下方岩块产生强烈的动载冲击作用，同时对工作面支架产生一定的冲击。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种可开合孔内纵向切槽装置，通过设置纵向切割的切槽锯，在孔壁上切割出一定深度的弱面槽，形成应力集中区，利用水压使坚硬顶板沿切割弱面槽的延伸方向劈裂，破坏坚硬难垮顶板的结构完整性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可开合孔内纵向切槽装置，其包括锯套、锯架、锯片、固定块、连杆、刀架、滑套和活塞，所述锯架套设于所述锯套内，所述锯架沿轴向设有贯穿其侧壁的矩形开孔，所述固定块固定设于所述矩形开孔的顶部，所述固定块的下端设有安装凸起，所述连杆的上端与所述固定块的安装凸起通过铰接轴铰接，所述连杆的下端与所述刀架的上端通过铰接轴铰接，所述连杆和刀架的运动方向朝向所述矩形开孔的开口；所述锯片通过锯片齿轮轴设于所述刀架的外表面，所述锯片齿轮轴的轴线垂直于所述刀架的外表面设置，所述滑套设于所述锯架的下端，所述活塞与所述滑套连接，用于驱动所述滑套上下移动，从而带动所述锯架在所述活塞的行程范围内上下移动；所述锯套上设有与所述开孔相对的细长孔，供所述锯片露出锯套进行纵向切割。

其中，还包括中心齿轮轴，所述中心齿轮轴设于所述刀架的中心，所述中心齿轮轴的外齿轮与所述锯片齿轮轴的外齿轮相啮合。

其中，所述锯片的数量为两个，均设于所述刀架的同一侧的外表面上，且位于所述中心齿轮轴的两侧。

其中，所述锯片呈圆盘状，所述锯片为金刚石锯片。

其中，所述锯套呈圆筒状，所述锯架呈与所述锯套配合的圆柱状，所述锯架与锯套滑动配合连接。

其中，设置当活塞向上运动到最大行程处时，所述连杆处于水平位置并自锁。

其中，还包括传动装置，所述传动装置与所述中心齿轮轴相连，用于带动所述中心齿轮轴旋转，从而带动所述锯片旋转。

其中，所述传动装置包括传动轴和齿轮组，所述传动轴设于所述滑套中，且所述传动轴的上端延伸到所述锯架中，所述传动轴通过所述齿轮组与所述中心齿轮轴连接。

其中，所述传动轴设有轴向通孔，用于通入冷却液冷却所述锯片。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：