[发明专利]一种煤矿井下注浆钻杆及使用方法

说明书

为了减少先钻杆后注浆管的注浆充填工作中抽出钻杆过程中对破碎岩体和矸石的扰动，有效解决堵孔问题，同时方便井下注浆操作，减少注浆充填工序，发明了一种煤矿井下注浆钻杆及使用方法。该装置主要由钻杆杆体、单向开合器、旋转连接器、护罩、钻头等构件组成。旋转连接器连接单向开合器与钻杆杆体，使单向开合器能够打开和闭合，旋转连接器内置小弹簧使单向开合器在自然状态和钻孔过程中始终处于闭合状态，同时护罩保障了单向开合器旋转开合的活动空间。本装置结构简单，操作方便，能够在破碎顶板或垮落矸石中边钻孔边注浆充填，减少了布置钻杆和注浆管两次操作的繁琐工序，有效解决堵孔问题，方便井下注浆操作。

技术领域

本发明属于煤炭行业绿色开采技术领域，尤其涉及煤矿注浆充填领域。

背景技术

在煤矿回采或开掘过程中，常常遇见顶板破碎的地质条件，一般的解决方法就是采用注浆补强技术，通过对顶板破碎地带进行注浆，加固顶板破碎带。在井下矸石固体充填沿空留巷工程或者采空区覆岩冒落区注浆充填工程中，常常采用注浆管路对矸石充填巷旁体或者冒落区内的垮落矸石进行注浆充填加固，填补充填材料之间的空隙。在实际注浆充填工程中，往往先用钻杆对破碎顶板或垮落矸石进行钻孔，然后抽出钻杆再钻进注浆管进行高压注浆充填作业。在抽出钻杆过程中，破碎岩体或垮落矸石受扰动影响发生塌落和移动，堵塞孔洞，影响注浆管穿入钻孔。同时先钻杆后注浆管的操作增加了注浆充填的工作量，使注浆工作繁琐复杂。因此，为了减少先钻杆后注浆管的注浆充填工作中抽出钻杆过程中对破碎岩体和矸石的扰动，有效解决堵孔问题，同时方便井下注浆操作，减少注浆充填工序，节省人力物力，发明了一种煤矿井下注浆钻杆及使用方法。

发明内容

基于上述技术现状，为了减少先钻杆后注浆管的注浆充填工作中抽出钻杆过程中对破碎岩体和矸石的扰动，有效解决堵孔问题，同时方便井下注浆操作，减少注浆充填工序，，本着安全、经济、实用等原则，发明了一种煤矿井下注浆钻杆。

本发明提供如下技术方案：

一种煤矿井下注浆钻杆，该装置主要由钻杆杆体、单向开合器、旋转连接器、护罩、钻头等构件组成。钻杆杆体根据注充地点实际情况设计直径为5-10cm，由钢质材料制作而成。在钻杆端头焊接有高强度钻头，钻头由硬度较高的金属材料制成，足以钻透一般硬度的岩石。钻头的大小一般比单向开合器充分打开时的最大高度要大1-2cm，以便钻头钻取岩体孔洞时给单向开合器充分的开闭空间。单向开合器由两半弧形硬钢片制成，根据注浆地点地质条件，将其长度设计为3-5cm，凸出高度设计为2-3cm，厚度设计为0.5cm，单向开合器与钻杆杆体接触的位置焊接有旋转连接器，用于连接单向开合器与钻杆杆体，同时也能使弧形硬钢片旋转一定角度，保证单向开合器能够向外打开和闭合，旋转连接器内置小弹簧，使单向开合器自然状态和钻孔过程中始终处于闭合状态。单向开合器与钻杆杆体之间还留有一个三角形空间结构，用来作为单向开合器弧形硬刚片端头旋转的空间，三角空间外的钻杆杆体与单向开合器之间焊有柔性钢质护罩，避免在钻进过程中细粒砂石和泥土钻入三角空间，阻碍单向开合器的正常打开。

一种煤矿井下注浆钻杆，该装置的具体使用方法为：步骤一，将钻杆杆体连接在钻机上，将钻头对准注浆地点，启动钻机，正向旋转钻杆，将钻头缓慢钻进注浆地点；步骤二，待钻杆钻进注浆区域合适的长度后，停止钻进，开始启动注浆工作。启动充填泵，将料浆泵入钻杆杆体内并推动料浆向钻头处流动；步骤三，当料浆到达钻杆前端的钻头位置后，单向开合器在料浆巨大的压力下向外敞开，料浆从单向开合器开口处向外喷注，开始向破碎岩体或矸石进行注充；步骤四，待钻杆杆体内的料浆压力升高，料浆消耗速度变慢时，降低泵送压力，倒向旋转并收回一定长度的钻杆，改变钻头注充位置，然后调高泵送压力，再次注充，依此循环操作，直到注浆地带充满料浆为止；步骤五，停止泵送注浆，倒向旋转出钻头，用清水清洗钻杆，注浆工作完毕。

本发明具有以下有益之处：