[發明專利]大孔徑螺旋深孔鉆機

無效

• 申請號: 201110349427.9
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102367725A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 靖大鵬;劉憲亮;孫洪霞;李建平;張智勇;劉廣勇;李洪軍;田霜;馬軍
• 申請（專利權）人: 山東魯南裝備制造有限公司
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種大孔徑鉆機，尤其涉及一種大孔徑螺旋深孔鉆機。

背景技術

我國煤礦瓦斯爆炸事故頻發，死亡人數眾多。加之近年來隨著礦井采深的不斷增加，動力災害也更加明顯，給礦井生產和安全帶來極大威脅。如何對瓦斯聚集區進行探測和抽放，如何對煤巖層進行地壓釋放，需要安全、高效的鉆探設備，以從根本上實現煤礦安全生產。

鉆孔瓦斯抽放技術研究：從上世紀60年代起，美、德、澳等發達國家就開始進行瓦斯抽采技術研究，通過采取行之有效的措施，基本實現了煤礦安全生產。就煤礦瓦斯抽采工藝而言，除美國部分煤礦采取地面抽采之外，多數礦井采取本煤層鉆孔抽采。發達國家采用的井下瓦斯鉆機，雖然種類繁多，功能各異，但根據驅動鉆頭回轉的動力來源不同，可分成兩大類：一類是常規的孔口回轉鉆機(鉆機通過鉆桿柱驅動鉆頭回轉)。如淺孔鉆機及德、日為代表的一些國家生產的深孔鉆機；另一類是孔底動力回鉆鉆機(鉆進時鉆桿柱不回轉，由孔底馬達驅動鉆頭回轉)。如美國多以孔底動力為主，我國引進的幾種鉆機都屬于這種類型。從整體上看，國外煤礦井下瓦斯鉆機在整機設計及元、部件的選用上，較國內鉆機要先進，性能更可靠，功能更完善。

我國常用方法是本煤層鉆孔抽放瓦斯，但由于鉆孔直徑小，孔壁產生的裂隙小，抽放效果不太理想。通過加大鉆孔的直徑和數量，以提高孔口抽放負壓，可以彌補前者不足。但受鉆具強度及成孔難度大影響，目前還未得到良好解決。

鉆孔卸壓防治煤礦沖擊地壓技術研究：煤礦動力災害一直是巖體力學及礦山壓力防治研究難點之一，從理論到防治都尚未完全解決。煤礦沖擊地壓屬礦井動力現象，是礦山壓力的一種特殊顯現形式，它往往造成采掘空間中支護設備的破壞以及采掘空間的變形，嚴重時造成人員傷亡和井巷毀壞，甚至引起地表塌陷而造成局部地震。作為一種世界性的災害現象，沖擊地壓在國際上主要井工開采的國家普遍存在。目前，包括我國在內，德國、南非、前蘇聯、波蘭、加拿大等20多個國家和地區都受到沖擊地壓災害的威脅。我國礦井大多建于五六十年代，隨著時間的推移和礦產資源開發向深部轉移，這些礦井逐步進入深部開采，沖擊地壓災害問題更加嚴重、更加突出、更為普遍。

鉆孔卸壓是利用鉆孔方法消除或減緩沖擊地壓危險的解危措施。其實質是利用高應力條件下，煤層中積聚的彈性能來破壞鉆孔周圍的煤體，使煤層卸壓、釋放能量，消除沖擊危險。鉆孔卸壓作為防止沖擊地壓的積極措施，正逐漸得到普遍應用。該方法在德國等國家被認為是最實用有效的方法，是德國唯一得到國家監察局批準的標準措施。前蘇聯也對此進行了大量研究。通過數值模擬得出結論：煤層強度和煤層壓力一定的條件下，鉆孔破壞半徑隨著孔徑的增大而增大；鉆孔直徑越大卸壓效果越好。另外，長期以來，大直徑鉆孔卸壓未得到充分應用的關鍵原因就是在國內沒有專用的鉆機鉆具，嚴重制約了卸壓解危措施在我國有沖擊地壓危險礦井的使用。

隨著我國國民經濟的不斷發展以及能源的緊缺，我國對資源的需求日益突出，國家對瓦斯及動力災害的治理力度進一步加大，在高瓦斯礦區采取了先放氣、再采煤方針，新型大孔徑螺旋深孔鉆機將成為市場急需的產品。

發明內容

本發明目的是提供一種大孔徑螺旋深孔鉆機，它通過擴大鉆孔直徑能夠更好實現煤礦瓦斯抽采和消除或減緩沖擊地壓。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種大孔徑螺旋深孔鉆機，它包括鉆具總成、前架總成、推進總成、履帶行走總成、旋轉支撐總成、鉆具驅動總成及泵站總成，鉆具總成由鉆頭、首節鉆桿和普通鉆桿連接而成鉆具總成末端與鉆具驅動總成連接，鉆具驅動總成主體結構為液壓驅動馬達及減速器，鉆具驅動總成置于推進總成上，推進總成通過液壓桿與鉆具驅動總成連接，推進總成下部為旋轉支撐總成，旋轉支撐總成由底部的履帶行走總成驅動，泵站總成為動力機構并位于鉆機的末端，其特征在于：大孔徑螺旋深孔鉆機還包括集渣槽總成、運輸部總成、運輸馬達，集渣槽總成為開口向前的扇形收集箱，集渣槽總成的末端與運輸部總成銜接，運輸部總成主體為一刮板輸送機，刮板輸送機位于旋轉支撐總成下方兩履帶之間，運輸部總成由運輸馬達提供動力。

上述的一種大孔徑螺旋深孔鉆機，其特征在于：集渣槽總成前部部分側板及底板為獨立結構，獨立部分由液壓千斤頂控制其打開張角。

本發明具有以下優點：

1、單鉆桿、大孔徑鉆孔。克服了普通鉆機成孔小的缺點，采用了全新設計的螺旋鉆桿，鉆采時可以形成直徑接近500mm的鉆孔，以達到大面積釋放地壓的效果。

2、實現了鉆機的自行、旋轉，解決了煤礦井下鉆機頻繁搬遷問題，提高了工作效率。