[發明專利]井下定向鉆機循環水打鉆工藝及系統

在審

• 申請號: 202110098495.6
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112814566A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 范紹軍
• 申請（專利權）人: 范紹軍
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B21/00;E21B21/06;B01D33/03;C02F1/44;C02F103/10
• 代理公司: 北京萬思博知識產權代理有限公司 11694
• 代理人: 高鎮

本申請公開了一種井下定向鉆機循環水打鉆工藝及系統，涉及采礦領域。系統由清水箱、污水箱、收集泵、陶瓷膜及脫水篩，形成了一套以陶瓷膜凈化裝置為核心的局部水處理系統，可實現鉆機施工生產用水的重復利用，并確保生產用水水質清潔。本申請無需長距離安裝供水管和排水管，故而節省了長距離安裝供水管和排水管產生的大量費用，解決了千米鉆孔施工過程中的供水難、排水難、煤泥清理難的問題。

技術領域

本申請涉及采礦領域，特別是涉及一種井下定向鉆機循環水打鉆工藝及系統。

背景技術

對于國內目前的高瓦斯、高突礦井而言，為提高瓦斯抽放效率及抽放效果，保障煤礦安全、高效生產，定向鉆孔是一種最為有效的方法，而定向鉆孔施工所用的鉆機用水量很大，產生煤泥多，導致鉆孔施工成本很高。目前鉆機的供水方式：管路供水-污水收集-污水上井處理-處理后的工業水復用。

如圖2所示，某煤礦生產用純凈水的供水系統，為第一號鉆機至第八號鉆機01-08供水。供水系統包括地面靜壓水池100、盤區水倉200、中央水倉300、地面工業水廠400、供水管路101、排水管路102。該系統利用主井筒和主要軌道大巷的DN250供水管路把水供到各盤區巷口即1#采區、2#采區、5#采區，再由各盤區巷道安裝的DN200供水管供給各采區主要巷道，采區主要巷道內安裝DN150，再通過管路中安裝的正三通分配到每條采區巷道，為各鉆機即第一號鉆機至第八號鉆機01-08提供生產用水。鉆機使用以后的污水，通過巷道內安裝的排水管路102收集到盤區水倉200中轉以后，用泵排出到井下的中央水倉300，再利用主排水泵和DN250的主排水管路排至地面工業水廠400進行處理。經過處理以后的純凈水用泵供到井口的地面靜壓水池100，再利用主井筒的DN250管路供到地面，如此周而復始，實現循環供水。隨著巷道的不斷分支，供、排水管徑逐漸減小。

上述供水系統存在的缺點如下：

1、鉆孔施工時鉆機循環水用量很大。需要長距離安裝供水管路101和排水管路102，管路成本大約30萬元/千米，有些邊遠頭面需要安裝10千米以上的供水管路，成本更高。

2、施工鉆孔產生的污水含煤泥多，顆粒細微，煤泥清理困難，造成后續的沿線各水倉需要經常清倉，清倉難度很高，煤泥晾干時間很長，占用大量閑置巷道。清倉費用很高，不含外包工程、單位內部人員的情況下，清倉盤區清倉費用大約5萬元/個，中央水倉大約15萬元/個。全年大約650萬元/年。

3、工業用水處理成本價大約3.8元/立方米，每臺鉆機所產生的水處理成本大約50萬元/年。

4、此外還有管路安裝、清倉、水處理和轉供環節的中轉水泵房都需要投入大量人力成本。

5、現有的管路供水模式純凈水和污水總共至少需要經過5次轉供，每年水泵所消耗的電量大約600萬KW/年，需要電費450萬元/年。

綜上所述，現有技術采用的的大循環管路供水模式，不但需要消耗大量能源，經濟成本和人力成本投入很高，而且在定向鉆孔施工過程中存在供水難、排水難、煤泥清理難三大難題。

發明內容

本申請的目的在于克服上述問題或者至少部分地解決或緩減解決上述問題。

根據本申請的一個方面，提供了一種井下定向鉆機循環水打鉆系統，用于為鉆機供水，包括：經過管路連接的

清水箱，與外部清水管道相連，用于儲存清水，還與所述鉆機相連，用于向所述鉆機供應清水；

污水箱，與所述鉆機的排水管相連，用于接收所述鉆機工作過程中產生的煤泥水；

收集泵，與所述污水箱相連，用于泵送所述煤泥水；