Бурильная штанга с противодействием блокированию для анкерного крепления подошвы выработки угольной шахты

Авторы патента:

E21D21/00 - Анкерные болты для крепления кровли, для крепления подошвы выработки или для защиты крепи шахтных стволов (дюбели, нагели и другие устройства, укрепляемые в отверстиях стен F16B 13/00)

E21B17/22 - штанги или трубы винтовой конструкции (буровые долота со спиральной несущей поверхностью E21B 10/44)

E21B17/18 - трубы с несколькими каналами для жидкости или газа (циркуляция буровых растворов с помощью таких труб E21B 21/12)

Владельцы патента RU 2662831:

ЧАЙНА ЮНИВЕРСИТИ ОФ МАЙНИНГ ЭНД ТЕКНОЛОДЖИ (CN)

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.

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.

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.

Изобретение относится к области анкерного крепления горной породы. Технический результат – повышение надежности крепления обводненной горной породы.

Анкер // 2648386

Изобретение относится к области горных работ и строительству тоннелей и других подземных сооружений в скальных породах, где необходимо укреплять кровлю и боковые стенки с помощью анкеров для предотвращения их обрушения или оползания.

Полимерный состав для изоляции и укрепления горных пород // 2641553

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при изоляции горных выработок от притоков воды и газа и инъекционном химическом укреплении горных пород и грунтов.

Канатный анкер // 2640610

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для крепления контура подземных горных выработок. Технический результат - повышение надежности закрепления анкера в шпуре и концов каната.

Способ анкерного крепления горных выработок // 2639008

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, к анкерному креплению горных пород в криолитозоне, а также может быть использовано в строительстве и, в частности, при сооружении тоннелей различного назначения, в том числе проходимых в предварительно замороженных дисперсных грунтах или породах.

Канатный анкер // 2626478

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для крепления контура подземных горных выработок. Технический результат - повышение технологичности изготовления и установки, а также конструктивной надежности канатного анкера и эффективности его закрепления в шпуре.

Смесь ускорителей для отверждаемых пероксидами смесей смол, смесь смол, содержащая смесь ускорителей, строительный раствор реакционноспособных смол и двухкомпонентная система строительного раствора, содержащая строительный раствор реакционноспособных смол, а также ее применение // 2612502

Настоящее изобретение относится к смеси ускорителей для отверждаемых пероксидами смесей смол, которая содержит основной ускоритель (I) и соускоритель (II), причем основным ускорителем (I) является соединение формулы (I): а соускорителем (II) - соединение формулы (II-1) или (II-2): в которых R1 и R2 соответственно независимо друг от друга означают алкильную группу с одним или двумя атомами углерода, гидроксиалкильную группу с 1-3 атомами углерода или однократно или многократно этоксилированную или пропоксилированную гидроксиалкильную группу с 1-3 атомами углерода.

Анкер для угольных шахт // 2611778

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к области упрочнения бортов выработок и груди забоев в монтажных камерах в период монтажа очистного механизированного комплекса с механическими исполнительными органами выемочных машин.

Устройство инжектирования смолы для бурильного устройства для установки анкерных болтов в грунт // 2600120

Группа изобретений относится к области установки анкерных болтов штанговой крепи в грунт/слои горной породы. Технический результат - повышение эффективности установки крепи за счет использования самонарезающегося анкерного болта на смоле с одностадийной установкой.

Способ изготовления головной части канатного анкера // 2597911

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для производства элементов горной крепи для шахт, а именно канатных анкеров. Технический результат - возможность технологичного производства головной части канатных анкеров с любыми заданными параметрами длин шага фиксации.

Замковое соединение буровых шнеков // 2649991

Изобретение относится к буровой технике, а именно к замковым устройствам для соединения шнеков при проведении сейсморазведочных работ. Технический результат - повышение технологических и эксплуатационных качеств, увеличение надежности замкового соединения.

Буровой шнек // 2646286

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым шнековым колоннам, применяемым в сейсморазведке для бурения взрывных скважин в условиях сложных геологических разрезов, а также в строительстве, при сооружении буронабивных свай, и в инженерных изысканиях для обсадки скважин.

Бурильная труба (варианты) // 2457314

Замковое соединение шнеков // 2347886

Изобретение относится к буровой технике и касается соединения шнеков в шнековых буровых колоннах. .

Способ изготовления непрерывной насосной штанги // 2321483

Изобретение относится к области изготовления непрерывных насосных штанг. .

Шнековая буровая штанга // 2320846

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к шнековым буровым штангам. .

Буровой шнек // 2258793

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровым снарядам, предназначенным для выноса разрушенной горной породы от забоя скважины на ее устье без использования промывочных жидкостей, сжатого воздуха или газожидкостных очистных агентов, и может быть использовано при создании буровых снарядов для проходки геологоразведочных, водозаборных, сейсмических и других скважин технического назначения.

Шнековый бытовой бур конструкции землякова н.в. // 2236546

Изобретение относится к технике строительного и садово-огородного инвентаря и может быть использовано для строительных работ, при бурении почвы под несущие столбы конструкций или заборов, для бурения почвы под строительство колодцев, для бурения почвы при создании посадочных ям под цветочные и кустарниковые растения, для бурения льда с образованием рыболовных лунок и для других аналогичных работ.

Колонна труб для бурения или эксплуатации горизонтальных и наклонно-направленных скважин // 2227199

Снаряд для вращательного бурения шпуров // 2055145

Штанга для бурения скважин с эрлифтной обратной циркуляцией // 2643741

Изобретение относится к области бурения с эрлифтной обратной циркуляцией, например, водяных скважин. Технический результат – упрощение в изготовлении штанг для бурения скважин с эрлифтной обратной циркуляцией.