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专利号: 2017104367297
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超声波激励放顶或放煤方法,其特征在于,利用超声波激励放顶或放煤装置,该超声波激励放顶或放煤装置包括超声致裂装置(4)、导线(7)和超声波驱动电源(9);导线(7)的一端与超声致裂装置相连,另一端与超声波驱动电源(9)相连;超声致裂装置(4)置于钻孔中,超声致裂装置(4)由换能器(6)与致裂控制装置(A)组成;所述的致裂控制装置(A)包括V形弹簧片(5)、钢管(17)、铁丝(12)和套环(18);所述的V形弹簧片(5)与换能器(6)焊接用来固定超声致裂装置(4);所述的V形弹簧片(5)上设有小孔(16),中部焊接一根钢管(17),从V形弹簧片(5)上的小孔(16)里引出铁丝(12)与钢管(17)上的套环(18)相连,套环(18)下方引出一根铁丝(12),类似于一种伞状结构;回收超声致裂装置(4)时,用钻杆顶住钢管(17),拉紧铁丝(12)使V形弹簧片(5)向内收缩,脱离孔壁;

并包括如下步骤:

a.在回采巷道内向顶板(2)和顶煤(10)间隔施工超前钻孔,包括浅孔(1)与深孔(3),浅孔(1)布置在顶煤(10)中,深孔(3)布置在顶板(2)中;

b.对钻孔进行超声激励预裂:首先用导线(7)连接超声致裂装置(4),将超声致裂装置(4)用钻杆送至浅孔(1)或深孔(3)内设定位置;然后用导线(7)连接超声致裂装置(4)与超声波驱动电源(9),所述超声波驱动电源(9)放置在回采巷道(8)内;开启超声波驱动电源(9),对浅孔(1)或深孔(3)进行超声激励预裂,完成一个钻孔预裂后,关闭超声波驱动电源(9);

c.用钻杆顶住钢管(17),拉住铁丝(12),使V形弹簧片(5)向内收缩,脱离孔壁,取出超声致裂装置(4),重复步骤b,对下一个浅孔(1)或深孔(3)进行致裂,直至完成所有钻孔的预裂。

2.根据权利要求1所述的一种超声波激励放顶或放煤方法,其特征在于:在顶煤施工的浅孔(1)与在顶板(2)施工的深孔(3)分别与顶煤(10)和顶板(2)所呈的角度为15°~45°,施工过程中可根据具体情况进行适当调整。

3.根据权利要求1或2所述的一种超声波激励放顶或放煤方法,其特征在于:所述浅孔(1)或深孔(3)的深度为采高的3~5倍;所述浅孔(1)或深孔(3)的间距为5~10m;所述浅孔(1)或深孔(3)的排距根据顶板的垮落步距确定,为垮落步距的1/5~1/3。

4.根据权利要求2所述的一种超声波激励放顶或放煤方法,其特征在于:所述浅孔(1)或深孔(3)在空间位置上相互错开布置或平行布置,保证有足够的预裂范围即可。