[發(fā)明專利]一種大傾角下行深孔防突鉆孔施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710652448.5
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107420037B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐佑林;周波;曹佐勇
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州理工學(xué)院
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;E21B7/04;E21B15/04;E21B21/00;E21B33/06
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 蔡文雅

本發(fā)明涉及大傾角下行深孔防突鉆孔施工方法，可有效解決下行孔打鉆、排渣、瓦斯異常涌出、孔壁坍塌的技術(shù)問題，其解決的技術(shù)方案是，利用履帶液壓全方位下行孔施工設(shè)備實現(xiàn)大傾角下行孔深孔鉆進(jìn)作業(yè)，極大地降低了突出煤層鉆孔施工過程中出現(xiàn)瓦斯噴出、塌孔的幾率，避免了大量煤水造成巷道施工環(huán)境差，堆積的煤體造成巷道擁擠，影響施工及設(shè)備材料運輸?shù)默F(xiàn)象，且本發(fā)明對巷道地質(zhì)條件適應(yīng)性強，技術(shù)優(yōu)勢明顯，它有效解決了煤層下行孔打鉆、排渣、瓦斯異常涌出、孔壁坍塌的技術(shù)難題，實現(xiàn)了鉆孔施工作業(yè)時煤、水、氣的有效分離，極大地改善了巷道作業(yè)環(huán)境，是大傾角下行深孔防突鉆孔施工方法上的創(chuàng)新。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是一種大傾角下行深孔防突鉆孔施工方法。

背景技術(shù)

我國含煤地層以侏羅紀(jì)和石炭二疊紀(jì)為主，且多以煤層群條件賦存，在構(gòu)造擠壓和剪切應(yīng)力作用下地質(zhì)條件異常復(fù)雜，深部高地應(yīng)力和瓦斯壓力致使沖擊地壓、礦震、突水、煤與瓦斯突出等災(zāi)害更加嚴(yán)重。松軟含瓦斯煤層煤質(zhì)松軟破碎，在應(yīng)力條件下具有蠕變流變特性強、透氣性差、瓦斯壓力大、突出危險性大等特性。在該類巖層進(jìn)行抽采鉆孔施工過程易發(fā)生噴孔、頂鉆、抱鉆等事故，易發(fā)生孔壁坍塌堵孔現(xiàn)象，造成瓦斯抽采效率低，瓦斯治理難度大。目前國內(nèi)的煤礦瓦斯治理技術(shù)多采用上行、水平、小角度俯角孔來治理瓦斯，尚沒有針對本煤層施工大俯角下行深孔施工作業(yè)特點的施工裝備，現(xiàn)有的裝備對巷道的適應(yīng)性差，抽采鉆孔施工難度大，在進(jìn)行大俯角作業(yè)時煤、水、氣分離難度大，其技術(shù)難點主要表現(xiàn)在：①現(xiàn)有的煤礦鉆探設(shè)備下行孔施工困難，-30°~-90°的俯角孔施工困難，②打鉆過程中產(chǎn)生的鉆屑、煤渣很難排出來，下行孔煤水氣處理困難，易卡鉆、抱鉆；③孔內(nèi)瓦斯異常涌出的處理；④煤層松軟，塌孔嚴(yán)重，鉆渣沖洗液在鉆孔與鉆桿環(huán)間循環(huán)，對孔壁的沖刷嚴(yán)重，造成封孔困難。鑒于此，針對大傾角下行深孔防突鉆孔施工方法的創(chuàng)新，有效解決下行孔打鉆、排渣、瓦斯異常涌出、孔壁坍塌等技術(shù)難題勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種大傾角下行深孔防突鉆孔施工方法，可有效解決下行孔打鉆、排渣、瓦斯異常涌出、孔壁坍塌的技術(shù)問題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，利用履帶液壓全方位下行孔施工設(shè)備，然后按以下步驟進(jìn)行：

第一步，將履帶液壓全方位下行孔施工設(shè)備移動到礦井中需要施工的巷道中內(nèi)，調(diào)整好設(shè)備的位置；

第二步，將履帶液壓全方位下行孔施工設(shè)備的電機與井下供電系統(tǒng)進(jìn)行連接，將循環(huán)水泵與井下供水管路連接，檢查液壓泵內(nèi)的液壓油量；

第三步，啟動液壓泵電機電源，操作控制臺上的操縱桿，通過液壓管路向履帶行走機構(gòu)上盤的四個液壓支撐底柱供油，使液壓支撐底座伸出接觸底板，同時通過液壓管路向上盤的液壓支柱供油，使液壓支柱升起支撐頂板，保證履帶液壓全方位下行孔施工設(shè)備的穩(wěn)定性；

第四步，通過調(diào)節(jié)與液壓支柱連接的轉(zhuǎn)動附件，可調(diào)整鉆機導(dǎo)軌的高度與角度，將雙壁反循環(huán)鉆桿與鉆頭連接，并將雙壁反循環(huán)鉆桿與液壓鉆機連接，通過操作控制臺上的操作桿啟動鉆機，啟動循環(huán)水泵向鉆機供水，同時，通過控制操作桿向管路供油，促使固定在鉆機導(dǎo)軌內(nèi)的液壓油缸伸出，推動液壓鉆機下行鉆孔；

第五步，待下行孔施工0.5米時，停止鉆孔作業(yè)，控制操作桿通過管路回油，促使液壓油缸收縮，關(guān)閉循環(huán)水泵，將雙壁反循環(huán)鉆桿從鉆機接口中取出，將雙壁反循環(huán)鉆桿穿入孔口防噴防塌處理裝置的中心孔道，將孔口防噴防塌處理裝置塞入鉆孔內(nèi)，通過充氣接口管向防噴防塌處理裝置充入氣體，使其膨脹后固定在鉆孔內(nèi)部，重新進(jìn)行步驟四操作，根據(jù)需要可更換鉆桿繼續(xù)進(jìn)行下行孔作業(yè)；

第六步，下行孔施工完畢后，通過控制操作桿促使管路回油，使液壓油缸收縮，關(guān)閉循環(huán)水泵，通過控制操作桿使液壓支撐底座、液壓支柱回油收縮，將孔口防噴防塌處理裝置氣體排出，將孔口防噴防塌處理裝置從鉆孔中取出，取下雙壁反循環(huán)鉆桿，將履帶液壓全方位下行孔施工設(shè)備移動到下一施工部位，重復(fù)上述步驟進(jìn)行下行孔作業(yè)。