[發(fā)明專利]雙翼水力擴、沖一體化打鉆工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811284764.2
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109236190A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 牛江江;李廣明;曹雪芹;張鶴;徐慧芳
• 申請（專利權）人: 山西晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司
• 主分類號: E21B10/32
• 分類號: E21B10/32;E21B7/28;E21B21/015;E21B33/06
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

本發(fā)明屬于煤礦通風與安全領域，具體涉及一種煤礦井下的雙翼水力擴、沖一體化打鉆工藝，擴、沖一體化打鉆鉆頭包括內腔中空、設有頂部鉆頭的鉆頭本體，鉆頭本體底部設有螺紋連接孔，鉆頭本體兩側鉸接有可翻轉收回至中空內腔內的側翼鉆頭；鉆頭本體的中空內腔設有三個高壓水射流通道分別與頂部鉆頭、兩個側翼鉆頭連通；頂部鉆頭的頂部采用鋼齒牙輪，側翼鉆頭采用硬質合金牙輪。兩個側翼鉆頭展開后的鉆頭直徑不小于φ260mm。從而將原94mm鉆孔擴到260mm直徑，能有效提高抽采率，同時利用水力沖孔的措施提高抽放效果。

技術領域

本發(fā)明屬于煤礦通風與安全領域，具體涉及一種煤礦井下的雙翼水力擴、沖一體化打鉆工藝。

背景技術

目前，對于某些礦區(qū)主采煤層的瓦斯含量等值線分析，發(fā)現井田內瓦斯含量基本呈東低西高的趨勢，井田東部為低瓦斯區(qū)，西部為高瓦斯區(qū)。目前主采區(qū)域的瓦斯含量在6.5～15.09m3/t，隨著埋深的不斷加大煤層瓦斯含量逐漸增加。另外，由于瓦斯賦存受地質條件影響較大，影響最為明顯的為南翼：南翼發(fā)育有泮溝南向斜，遠離構造區(qū)段瓦斯含量僅為6m3/t左右，但向斜軸部及其附近區(qū)域，瓦斯含量劇增，最大達到15.09m3/t。

瓦斯抽采效果不好主要存在“兩低一難”的問題，即：瓦斯抽采率低，瓦斯抽采濃度低，只有11～15%；鉆孔成孔難，由于構造發(fā)育、煤層松軟、透氣性差，抽采鉆孔易塌孔。因此，提高瓦斯抽采效果已成為亟待解決的技術難題。針對煤層的瓦斯賦存及地質情況，現有的直徑94mm普通鉆孔的抽放效果已發(fā)揮到極致，因此研究試驗把94mm鉆孔擴到260mm直徑，并采用水力沖孔的措施提高抽放效果。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了提高瓦斯抽采效果，進而提供了一種雙翼水力擴、沖一體化打鉆工藝。

本發(fā)明采用如下技術方案：

一種雙翼水力擴、沖一體化鉆頭，包括內腔中空、設有頂部鉆頭的鉆頭本體，鉆頭本體底部設有螺紋連接孔，鉆頭本體兩側鉸接有可翻轉收回至中空內腔內的側翼鉆頭；鉆頭本體的中空內腔設有三個高壓水射流通道分別與頂部鉆頭、兩個側翼鉆頭連通；頂部鉆頭的頂部采用鋼齒牙輪，側翼鉆頭采用硬質合金牙輪。

兩個側翼鉆頭展開后的鉆頭直徑不小于φ260mm。

一種雙翼水力擴、沖一體化打鉆工藝，其特征在于，采用雙翼水力擴、沖一體化鉆頭完成擴、沖孔過程，具體步驟如下：

1）動高壓注水泵，將泵的壓力凋到28MPa或以上，穩(wěn)定在1min左右，觀察管路連接是否良好；

2）確認管路連接后，將泵壓力調到5MPa以上后開啟鉆機，送入雙翼水力擴、沖一體化鉆頭時，不旋轉；直到送入孔內見煤段，鉆桿只旋轉不給進，待擴孔鉆頭側翼完全打開后，進行正常擴、沖孔鉆進；擴孔由側翼鉆頭完成，沖孔由側翼鉆頭上的高壓水射出完成；

3）鉆進時要輕壓慢鉆，并保持進給壓力恒定，直到全部見煤段擴、沖孔完畢停止進給；

4）煤段擴、沖孔施工完畢后，鉆頭不給進，保持旋轉兩分鐘以上，孔口出煤量逐漸減少直至不出煤屑為擴孔結束，然后將孔內煤渣排盡，確保孔內無虛煤后，先停止旋轉，再停止壓風供給，待側翼鉆頭復位后，方可緩慢撤鉆，實現鉆到位。

步驟3的進給壓力控制在5～15MPa。

鉆孔擴、沖孔全程帶防噴裝置，并在孔口防噴裝置與負壓管道之間，加入礦用濕式除塵器，利用孔口負壓降塵，實現鉆孔壓風排渣有效除塵。

本發(fā)明利用擴、沖一體化鉆頭將原94mm鉆孔擴到260mm的直徑范圍，能有效提高抽采率，同時利用水力沖孔的措施提高抽放效果。

附圖說明

圖1為雙翼水力擴沖一體化鉆頭的結構示意圖；