[发明专利]一种煤矿井下复杂地层用外平式高压旋喷注浆装置及方法

权利要求书

1.一种煤矿井下复杂地层用外平式高压旋喷注浆装置，其特征在于，包括依次同轴连接的过水外管(1)、中接头(2)、下外管(3)、钻头接头(4)和外平式钻头(5)；

所述过水外管(1)内设有能轴向移动的异形活塞(6)，异形活塞(6)端部与中接头(2)端部之间的过水外管(1)内部空间为膨胀腔(7)，膨胀腔(7)所在过水外管(1)侧壁设有喷嘴(8)；异形活塞(6)端部与中接头(2)之间设有限位弹簧(9)；

所述过水外管(1)与异形活塞(6)之间的轴向通道、过水外管(1)管壁上设置的沿轴向的第一流道(1-1)以及中接头(2)上设置的沿轴向贯通的第二流道(2-1)均密封连通；

在所述下外管(3)内设有速凝箱(10)，速凝箱(10)端部与中接头(2)端部之间的空间为第一腔体(11)，在第二流道(2-1)与速凝箱(10)之间连通有弯管(12)，所述弯管(12)侧壁开孔以与第一腔体(11)连通；在第一腔体(11)所在下外管(3)侧壁设有第一单向射流喷嘴(14)；

所述钻头接头(4)内部空间为第二腔体(4-1)，速凝箱(10)与所述第二腔体(4-1)密封连通，在钻头接头(4)侧壁设有第二单向射流喷嘴(15)。

2.如权利要求1所述的煤矿井下复杂地层用外平式高压旋喷注浆装置，其特征在于，所述异形活塞(6)包括一体成型的：中心杆(6-1)、沿轴向均布在中心杆(6-1)上的三个插板(6-2)、设在插板(6-2)端部的圆柱形的活塞头(6-3)以及设在活塞头(6-3)端面上的沿轴向布设的弹簧柱(6-4)；

所述每个插板(6-2)均沿中心杆(6-1)的径向布设，所述插板(6-2)沿中心杆(6-1)径向的长度小于活塞头(6-3)的半径；在所述活塞头(6-3)的侧壁上开设有以中心杆(6-1)中心轴为轴线的贯通活塞头(6-3)两端的扇形槽(6-5)；

所述插板(6-2)对应的过水外管内壁为圆筒形内壁，且在圆筒形内壁上设有三个沿过水外管(1)轴向并与三个插板(6-2)一一对应的滑槽，所述插板(6-2)安装在滑槽内；所述中心杆(6-1)与圆筒形内壁之间的空间为过水外管(1)与异形活塞(6)之间的轴向通道；

所述膨胀腔(7)对应的过水外管(1)的内壁设有沿轴向布设的扇形凸起(1-2)，所述扇形凸起(1-2)与所述扇形槽(6-5)对应；在扇形凸起(1-2)内布设所述第一流道(1-1)，且在第一流道(1-1)与活塞头(6-3)侧壁之间的扇形凸起(1-2)侧壁上设有泄流孔(1-3)。

3.如权利要求2所述的煤矿井下复杂地层用外平式高压旋喷注浆装置，其特征在于，在所述中接头(2)端部中心设有用以安装所述限位弹簧(9)的凹槽(2-2)；所述限位弹簧(9)一端插入所述弹簧柱(6-4)上且另一端插入所述凹槽(2-2)内，所述限位弹簧(9)预紧力设置为0.5～1MPa。