[发明专利]一种用于邻空煤巷消波减载的预裂控顶割缝装备

说明书

本发明公开一种用于邻空煤巷消波减载的预裂控顶割缝装备，包括驱动装置、轴承架、轴承、传动轮轴、传动链条、开缝钢管、目标轮轴、刀片组、开缝；驱动装置呈圆筒形，其内部存在螺纹，其上方为第一圆锥齿轮；轴承架为具有一定厚度的钢环，焊接在开缝钢管上，内部焊接轴承；共有两组轴承架和轴承；传动轮轴由轴承、旋转轴、链齿轮、第二圆锥齿轮组成，被轴承固定在开缝钢管上，第二圆锥齿轮与第一圆锥齿轮铰接，与旋转轴固结，链齿轮与旋转轴固结；传动链条一端链接传动轮轴的链齿轮，一端链接在目标轮轴链齿轮上；开缝钢管上存在两组开缝；目标轮轴由轴承、旋转轴、链齿轮组成，并固结刀片组；刀片组做伸缩运动用于穿透开缝钢管的开缝切割岩石。

技术领域

本发明涉及岩层控制技术领域，具体涉及一种用于邻空煤巷消波减载的预裂控顶割缝装备。

背景技术

随着工作面的推进，靠近开采煤层的坚硬顶板在倾向和走向上发生周期断裂，断裂瞬间释放的震动载荷严重威胁邻空巷道和工作面围岩的稳定性，为了解决上述难题，工程技术人员提出了预裂弱化顶板的方法，通过布置密集钻孔、钻孔松动爆破、钻孔水力压裂、钻孔定向水射流等技术提前预裂坚硬顶板，其中钻孔水力压力具有环保性能好、经济效益高、技术成熟等优势，应用最为广泛；但水力压裂技术中割缝方向与钻孔轴向垂直的现状严重影响了水力压裂技术的应用范围和应用效果，往往用多次、多向、多层的方法弱化顶板，大大减少了该技术的功效和优越性；基于以上分析，如何改变钻孔割缝方向与钻孔轴向的夹角成为该领域急需解决的工程技术难题。

发明内容

本发明目的在于克服已有技术的不足之处，提供一种经济成本低、劳动强度小、操作简单的用于邻空煤巷消波减载的预裂控顶割缝装备。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于邻空煤巷消波减载的预裂控顶割缝装备，包括：驱动装置、轴承架、轴承、传动轮轴、传动链条、开缝钢管、目标轮轴、刀片组、开缝；所述驱动装置整体呈圆筒形，其内部存在螺纹，用于连接与之匹配的钻杆提供动力，其上方为第一圆锥齿轮；所述轴承架为具有一定厚度的钢环，焊接在开缝钢管上，内部焊接轴承；所述轴承用于固定驱动装置，使驱动装置与开缝钢管间发生相对旋转运动，共有两组轴承架和轴承；所述传动轮轴由第一轴承、旋转轴、链齿轮、第二圆锥齿轮组成，被第一轴承固定在开缝钢管上，第二圆锥齿轮与驱动装置上的第一圆锥齿轮铰接传递动力，与旋转轴固结，链齿轮与旋转轴固结，并向传动链条传递动力；所述传动链条一端链接在传动轮轴的链齿轮上，一端链接在目标轮轴的链齿轮上，传递动力；所述开缝钢管上存在两组开缝，开缝的开口大于刀片组的厚度；所述目标轮轴由第二轴承、旋转轴、链齿轮组成，并固结了刀片组；所述刀片组可做伸缩运动，长度可变，用于穿透开缝钢管的开缝切割岩石。

优选的，所述驱动装置的动力来源于平行钻孔轴向的钻杆旋转带来的动力，钻杆头部与驱动装置通过螺纹连接。

优选的，所述驱动装置上方的第一圆锥齿轮与驱动装置固结在一起，端面垂直于钻孔轴向。

优选的，所述轴承实现了确定固定驱动装置与开缝钢管的相对位置的功能，并允许驱动装置与开缝钢管之间发生相对旋转运动。

优选的，所述传动轮轴上第二圆锥齿轮的齿根圆直径大于传动轮轴上链齿轮齿顶圆直径与传动链条厚度的和，且传动轮轴上链齿轮齿顶圆直径与传动链条厚度的和大于传动轮轴上第一轴承的外径。

优选的，所述传动轮轴上的第二圆锥齿轮端面与驱动装置上的第一圆锥齿轮端面相互垂直，将绕钻孔中心轴旋转的力矩转换为绕垂直于钻孔中心轴旋转的力矩。

优选的，所述目标轮轴的轴向与传动轮轴的轴向相互平行，且目标轮轴与传动轮轴的间距大于刀片完全伸展的长度。

优选的，所述刀片组的刀片可由缩紧状态变为伸长状态，缩紧状态的刀片长度小于开缝钢管直径，完全伸长状态的刀片长度大于钻孔直径。

优选的，所述刀片组的刀片根据旋转后的离心力伸长，并切割岩石。