[發(fā)明專利]一種沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011119012.8
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112252962A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;陳禮鵬;鄒鵬;袁秋鵬;朱傳奇;袁安營(yíng);焦振華;李騏;劉懷謙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B3/02
• 分類號(hào): E21B3/02;E21B21/16;E21B41/00;E21B15/00;C04B28/02;C09K8/504;C04B111/00
• 代理公司: 合肥興東知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34148
• 代理人: 朱波

1.一種沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴系統(tǒng)，其特征在于，包括鉆機(jī)、空壓機(jī)(8)以及高壓噴漿泵(7)，所述空壓機(jī)(8)以及高壓噴漿泵(7)均分別通過(guò)高壓空氣管路(5)、噴漿管路(4)與鉆機(jī)的鉆桿(6)內(nèi)部管路連通，所述鉆桿(6)末端連接轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭(11)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭四周設(shè)有出煤裝置用于導(dǎo)出鉆頭破碎的煤塊，所述鉆桿(6)內(nèi)部管路上設(shè)有噴漿口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴系統(tǒng)，其特征在于，所述出煤裝置為螺旋葉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴系統(tǒng)，其特征在于，還包括支架(9)，所述鉆機(jī)的動(dòng)力頭液壓馬達(dá)(3)固定于所述支架(9)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴系統(tǒng)，其特征在于，還包括夾持器(2)，所述夾持器(2)位于遠(yuǎn)離動(dòng)力頭液壓馬達(dá)(3)的鉆桿(6)一側(cè)，并與鉆桿(6)、支架(9)連接用于固定及定位鉆機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴系統(tǒng)，其特征在于，所述噴漿口位于鉆桿(6)內(nèi)部管路的末端的轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭(11)上用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)噴漿。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)高壓空氣管路(5)接通，所述旋轉(zhuǎn)噴漿通過(guò)噴漿口輸送到鉆孔煤壁(1)形成均勻固接材料層(10)。

7.一種沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、鉆機(jī)到達(dá)指定位置，連通空壓機(jī)和高壓噴漿泵；接通高壓空氣管路后，通過(guò)二重管鉆桿連接的頂部轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭頂入煤壁破煤，鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鉆桿四周的出煤裝置將鉆頭破碎的煤塊導(dǎo)出鉆孔；

S2、將鉆頭推進(jìn)到目標(biāo)深度后，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭空轉(zhuǎn)15～30秒，調(diào)整到適當(dāng)氣壓配合出煤裝置將煤渣從鉆孔中清除；

S3、接通噴漿管路，開(kāi)啟高壓噴漿泵，漿液經(jīng)鉆桿中間的管路從噴漿口噴出，再接通空壓機(jī)供給高壓氣體，使得漿液順利送達(dá)鉆頭處并噴出，在鉆孔煤壁上形成固結(jié)材料層；鉆頭反向旋轉(zhuǎn)退出，退出過(guò)程中保持勻速，可在卸壓孔內(nèi)壁均勻地噴涂固結(jié)材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴方法，其特征在于，當(dāng)煤體單軸抗壓強(qiáng)度為30～45MPa時(shí)，所述漿液采用黃泥漿固結(jié)材料，水土重量比為4∶1。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴方法，其特征在于，當(dāng)煤體單軸抗壓強(qiáng)度為24～30MPa時(shí)，所述漿液采用水泥漿和粉煤灰充填材料，水泥∶粉煤灰∶水的重量比為1∶1∶(1.2～1.5)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的沖擊傾向性煤層防沖鉆機(jī)旋噴方法，其特征在于，當(dāng)當(dāng)煤體單軸抗壓強(qiáng)度為12～24MPa時(shí)；所述漿液采用高水固結(jié)充填材料；所述高水固結(jié)充填材料包括高水固結(jié)材料、粉煤灰以及水，高水固結(jié)材料∶粉煤灰∶水的重量比為1∶1∶1.5。