本發(fā)明屬于巷道支護技術領域，尤其涉及礦用錨桿孔內部擴孔器。

背景技術：

錨桿用于井下巷道支護具有結構簡單、施工方便、適應性強等特點。由此近年來錨桿支護已經成為巷道支護的主要方式，但是在錨桿支護的工程應用中錨桿的失效形式主要是支護過程中錨固過程中遇到孔壁上粘附的煤灰或破碎松軟的圍巖等時錨桿與孔壁之間的滑移失穩(wěn)。

鑒于錨桿滑移失穩(wěn)問題，一些學者嘗試采用錨桿孔擴孔方式來解決此類問題，但現(xiàn)有擴孔器材多為刀具部分被動張開切割巖石導致擴孔性能差，并且存在所擴孔不穩(wěn)定，刀具回收難等問題。因此，提出一種使用方便，擴孔性能穩(wěn)定的擴孔鉆桿成為一個新方向。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種礦用錨桿孔內部擴孔器，其利用液壓動力驅動的原理實現(xiàn)將錨桿孔孔壁或孔底進行擴孔并使所擴孔呈倒圓錐形的裝置，可以實現(xiàn)刀具的主動伸出與回收。能夠實現(xiàn)在巷道錨固支護過程中對錨桿錨固力的提高，從而能提高錨桿錨固性，克服錨桿滑移失穩(wěn)現(xiàn)象，最終實現(xiàn)礦井安全高效支護，提高礦井安全生產水平。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：礦用錨桿孔內部擴孔器，包括擴孔刀具、套管、推拉桿、鉆機連接軸和手動液壓千斤頂，推拉桿同軸向設置在套管內，假定套管和推拉桿均沿前后方向水平設置，擴孔刀具后端連接在推拉桿前端，套管前側中心對稱開設有兩條均沿套管軸向方向開設的長孔，套管前端設置有用于驅動擴孔刀具伸出長孔徑向張開的頂壓結構，套管后端同軸向固定連接有內徑大于套管的導筒，導筒后端同軸向固定連接有安裝筒，手動液壓千斤頂固定設置在安裝筒內，手動液壓千斤頂的動力按壓輸入組件和液壓回油手柄均伸出安裝筒，動力按壓輸入組件的動力驅動端套設有加力桿，推拉桿后端伸入到導筒內，推拉桿后端固定連接有與導筒圓周內壁滑動密封配合的活塞板，手動液壓千斤頂的活塞桿與活塞板的后側面連接，導筒內壁沿軸線方向開設有兩道導槽，活塞桿外圓周上連接有伸入并滑動密封在導槽內的導塊，鉆機連接軸前端與安裝筒后端同軸向固定連接，鉆機連接軸外圓周設置有外螺紋結構；套管內壁固定設置有至少兩個均套設在推拉桿外的導套，推拉桿的外徑與導套的內徑相等。

頂壓結構包括擋板和頂錐，擋板固定設置在套管的前端，頂錐后端部與擋板前側面固定連接，擴孔刀具包括分別沿徑向方向對應于一條長孔的第一擴孔刀片和第二擴孔刀片，第一擴孔刀片和第二擴孔刀片的后端通過銷軸鉸接在推拉桿前端，頂錐呈前粗后尖的錐形結構，第一擴孔刀片和第二擴孔刀片構成剪刀形狀，頂錐后部伸入到第一擴孔刀片和第二擴孔刀片之間，銷軸上套設有扭簧，扭簧的兩個簧臂分別頂壓第一擴孔刀片和第二擴孔刀片，在扭簧的作用下，頂錐分別與第一擴孔刀片和第二擴孔刀片壓接配合，第一擴孔刀片和第二擴孔刀片的外側沿長度方向均設置有階梯狀的金剛石刀齒，第一擴孔刀片和第二擴孔刀片的厚度均長孔的寬度適配。

其中一個導套設置在長孔后側，另一個導套設置在導筒前側。

采用上述技術方案，本發(fā)明在工作時，首先把本發(fā)明中的鉆機連接軸與鉆機的動力輸出軸螺紋連接。然后將套管推入事先打好的錨桿孔內，按壓加力桿，驅動動力按壓輸入組件，手動液壓千斤頂的活塞桿向前伸出，推動活塞板沿導筒內壁向前移動，同時導塊在導槽內向前滑動，推拉桿在導套內滑動前移，推拉桿前端鉸接的第一擴孔刀片和第二擴孔刀片向前移動，由于套管不動，隨著第一擴孔刀片和第二擴孔刀片向前移動，套管前端的頂錐將第一擴孔刀片和第二擴孔刀片頂開并伸出兩個長孔伸出，第一擴孔刀片和第二擴孔刀片切入煤巖層。取下加力桿，啟動鉆機，帶動鉆機連接軸高速旋轉，鉆機連接軸依次通過安裝筒、導筒帶動套管旋轉，由于導塊和導槽的配合以及第一擴孔刀片和第二擴孔刀片分別對應與一條長孔的配合，這樣在套管和安裝筒旋轉時，可以同時驅動推拉桿旋轉，推拉桿前端的第一擴孔刀片和第二擴孔刀片隨之旋轉，第一擴孔刀片和第二擴孔刀片上的金剛石刀齒將鉆孔底部擴至一個圓錐形槽。另外，在巖層過硬情況下，可先將推拉桿向前壓到阻力較大時便開動鉆機擴孔，然后停止鉆機的轉動，再安裝上加力桿并按壓加力桿，活塞桿伸長使第一擴孔刀片和第二擴孔刀片繼續(xù)張開，重復此過程兩到三次即可實現(xiàn)擴孔。最后停止鉆機，操控液壓回油手柄使活塞桿回縮，將第一擴孔刀片和第二擴孔刀片在扭簧的作用下沿長孔縮回到套管內，最后拔出套管即可完成擴孔作業(yè)的工作。

本發(fā)明中的扭簧起到復位第一擴孔刀片和第二擴孔刀片到套管內的作用。導套起到導向推拉桿前后移動的作用。其中長孔后側的導塊起到在擴孔過程中阻擋煤巖碎屑進入到套管內的作用。

導塊和導槽的配合以及第一擴孔刀片和第二擴孔刀片分別對應與一條長孔的配合，這樣可起到傳遞扭矩的作用，可使套管、第一擴孔刀片和第二擴孔刀片同時旋轉。

綜上所述，本發(fā)明提供一種利用液壓驅動原理實現(xiàn)將錨桿孔孔壁或孔底進行擴孔的鉆桿，本發(fā)明操作簡單，成本較低，擴孔性能穩(wěn)定，刀具能夠主動張開并有效回收。能夠有效解決錨桿與孔壁之間的滑移失穩(wěn)造成的錨桿失效問題，能夠改善礦井安全形勢，提高礦井生產效率，對礦井實現(xiàn)安全高效開采與支護具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。

圖2為錨桿孔擴孔前的狀態(tài)圖；

圖3為錨桿孔擴孔后的狀態(tài)圖；

圖4為擴孔后錨固后狀態(tài)圖。

具體實施方式

如圖1-圖3所示，本發(fā)明的礦用錨桿孔內部擴孔器，包括擴孔刀具、套管1、推拉桿2、鉆機連接軸3和手動液壓千斤頂4，推拉桿2同軸向設置在套管1內，假定套管1和推拉桿2均沿前后方向水平設置，擴孔刀具后端連接在推拉桿2前端，套管1前側中心對稱開設有兩條均沿套管1軸向方向開設的長孔5，套管1前端設置有用于驅動擴孔刀具伸出長孔5徑向張開的頂壓結構，套管1后端同軸向固定連接有內徑大于套管1的導筒6，導筒6后端同軸向固定連接有安裝筒7，手動液壓千斤頂4固定設置在安裝筒7內，手動液壓千斤頂4的動力按壓輸入組件8和液壓回油手柄9均伸出安裝筒7，動力按壓輸入組件8的動力驅動端套設有加力桿10，推拉桿2后端伸入到導筒6內，推拉桿2后端固定連接有與導筒6圓周內壁滑動密封配合的活塞板11，手動液壓千斤頂4的活塞桿與活塞板11的后側面連接，導筒6內壁沿軸線方向開設有兩道導槽12，活塞桿外圓周上連接有伸入并滑動密封在導槽12內的導塊21，鉆機連接軸3前端與安裝筒7后端同軸向固定連接，鉆機連接軸3外圓周設置有外螺紋結構；套管1內壁固定設置有至少兩個均套設在推拉桿2外的導套13，推拉桿2的外徑與導套13的內徑相等。

頂壓結構包括擋板14和頂錐15，擋板14固定設置在套管1的前端，頂錐15后端部與擋板14前側面固定連接，擴孔刀具包括分別沿徑向方向對應于一條長孔5的第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17，第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17的后端通過銷軸18鉸接在推拉桿2前端，頂錐15呈前粗后尖的錐形結構，第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17構成剪刀形狀，頂錐15后部伸入到第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17之間，銷軸18上套設有扭簧19，扭簧19的兩個簧臂分別頂壓第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17，在扭簧19的作用下，頂錐15分別與第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17壓接配合，第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17的外側沿長度方向均設置有階梯狀的金剛石刀齒20，第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17的厚度均長孔5的寬度適配。

其中一個導套13設置在長孔5后側，另一個導套13設置在導筒6前側。

本發(fā)明在工作時，首先把本發(fā)明中的鉆機連接軸3與鉆機的動力輸出軸螺紋連接。然后將套管1推入事先打好的錨桿孔23內，按壓加力桿10，驅動動力按壓輸入組件8，手動液壓千斤頂4的活塞桿向前伸出，推動活塞板11沿導筒6內壁向前移動，同時導塊21在導槽12內向前滑動，推拉桿2在導套13內滑動前移，推拉桿2前端鉸接的第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17向前移動，由于套管1不動，隨著第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17向前移動，套管1前端的頂錐15將第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17頂開并伸出兩個長孔5伸出，第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17切入煤巖層。取下加力桿10，啟動鉆機，帶動鉆機連接軸3高速旋轉，鉆機連接軸3依次通過安裝筒7、導筒6帶動套管1旋轉，由于導塊21和導槽12的配合以及第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17分別對應與一條長孔5的配合，這樣在套管1和安裝筒7旋轉時，可以同時驅動推拉桿2旋轉，推拉桿2前端的第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17隨之旋轉，第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17上的金剛石刀齒20將鉆孔底部擴至一個圓錐形槽27。另外，在巖層過硬情況下，可先將推拉桿2向前壓到阻力較大時便開動鉆機擴孔，然后停止鉆機的轉動，再安裝上加力桿10并按壓加力桿10，活塞桿伸長使第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17繼續(xù)張開，重復此過程兩到三次即可實現(xiàn)擴孔。最后停止鉆機，操控液壓回油手柄9使活塞桿回縮，將第一擴孔刀片16和第二擴孔刀片17在扭簧19的作用下沿長孔5縮回到套管1內，最后拔出套管1即可完成擴孔作業(yè)的工作。

當進行錨固作業(yè)時，將錨桿22插入到錨桿孔23內，錨桿孔23內注入錨固劑24，擴孔后圓錐形槽27內也被錨固劑24充滿，通過旋轉攪拌錨固劑24最終實現(xiàn)如圖4的錨固狀態(tài)。錨固牢靠后，在錨桿22上套上墊板26并使用螺母25螺紋連接在錨桿22上將墊板26緊壓到巷道壁上。這樣就使錨桿22與錨桿孔23內壁之間結合更加緊密牢靠，避免錨桿22活動甚至被抽出錨桿孔23外，造成的錨桿22失效問題。

本實施例并非對本發(fā)明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。