CN115929324A 审中 基于水锤效应的多次瞬态压裂岩石的装置及掘进方法
1.一种基于水锤效应的多次瞬态压裂岩石的装置,其特征在于:包括高压供水系统和与其连接的水锤压裂系统,所述水锤压裂系统包括压裂棒主体,所述压裂棒主体中心设有容纳第一高压硬管的腔体,压裂棒主体外部周边沿其长度方向设有四个梯形凹槽,相邻梯形凹槽之间的夹角为直角,每个梯形凹槽槽底设有与腔体联通的出水口,每个梯形凹槽内均设有与其形状相匹配的压裂组装模块,每个压裂组装模块底部均设有耐高压高弹性软管容纳腔,容纳腔内设有一端通过出水口与第一高压硬管联通的耐高压高弹性软管,所述耐高压高弹性软管另一端出口通过第二高压硬管与自锁阀主体联通,所述自锁阀主体包括桶状本体,桶状本体顶部设有开口,桶状本体内设有一个圆形浮漂桶盖,所述桶盖的外径大于开口内径。 2.如权利要求1所述的基于水锤效应的多次瞬态压裂岩石的装置,其特征在于:所述高压供水系统包括耐高压水箱,耐高压水箱顶部设有开口,耐高压水箱内部设有柱塞阀,所述柱塞阀顶部通过连接杆与第二加压面连接,第二加压面顶部设有第一加压面,第一加压面通过固定杆与耐高压水箱外壁固定连接,第一加压面和第二加压面之间设有液压泵,耐高压水箱底部出水口通过第一高压硬管与压裂棒主体内部的耐高压高弹性软管连接。 3.如权利要求1所述的基于水锤效应的多次瞬态压裂岩石的装置,其特征在于:所述第一高压硬管上依次设有开关阀、泄压阀和单向阀,所述耐高压水箱底部还设有进水口,所述第二高压硬管上也设有泄压阀。 4.如权利要求1所述的基于水锤效应的多次瞬态压裂岩石的装置,其特征在于:所述压裂组装模块底部的容纳腔内设有缓冲结构。 5.如权利要求1-4任一所述的基于水锤效应的多次瞬态压裂岩石的装置的掘进方法,其特征在于,包括以下步骤: S1.通过打孔钻在开挖掌子面上布置压裂孔和压裂辅助孔,将本装置置入压裂孔中; S2.关闭耐高压水桶出水阀门,同时将所有的部件连接好,向耐高压水桶中加满水; S3.通过第一加压面和第二加压面之间的液压泵向耐高压水桶内的水加压,直至压力表示数为10MPa时停止加压,打开出水阀门,水流通过耐弹性高压软管后流入自锁阀,待自锁阀关闭,在耐弹性高压软管内部出现高强度水锤效应,弹性软管瞬间膨胀带动组装模块与压裂孔壁产生高压,破碎煤体或者岩体; S4.打开泄压阀,将自锁阀内水重新加入到耐高压水桶里面重复利用,重复步骤S2-S3直至在压裂孔周边形成临空面; S5.重复步骤S2-S4直至所有预设压裂孔周围的岩石都被掏出,支护并喷浆进入下一个循环。
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