[发明专利]松软突出煤层防坍塌连续钻进成孔装备及工艺

摘要

本发明提出的松软突出煤层防坍塌连续钻进成孔装备及工艺，主要用于对松软突出煤层进行钻孔，装备包括：可变径钻头、筛管、推进单元以及驱动单元。钻孔施工工艺是采用可变径钻头对松软突出煤层进行冲击钻进，以不排渣钻进方式回避排渣问题，极大地减少了粉尘排放，改善了工作环境；设置有仿生结构的透气筛管由可变径钻头牵引并随钻护壁，大大减小了筛管与孔壁煤体之间的摩擦力，解决了筛管下放困难的问题，避免了孔壁坍塌，且能保证筛管具有优良的透气性能。所述的成孔装备及工艺的实施可有效防止钻孔坍塌，增加松软煤层钻进成孔率，减少钻孔的工作量，降低瓦斯灾害事故发生的概率和威胁，最终实现煤矿安全和煤层气高效开采。

主权项

1.一种松软突出煤层防坍塌连续钻进成孔装备，用于对松软突出煤层进行钻孔，其特征在于，所述装备包括：可变径钻头、筛管、推进单元以及驱动单元；其中，所述可变径钻头通过所述推进单元与所述驱动单元连接，所述筛管包裹于所述推进单元的外表面，用于防止所述钻孔产生严重变形或坍塌；所述驱动单元驱动所述推进单元作用于所述可变径钻头，使其外径大于所述筛管的外径并牵引所述筛管直至其进入所述松软突出煤层，并对所述松软突出煤层进行冲击钻进直至一预定深度后再对所述可变径钻头变径，使其能够缩回所述筛管内；所述推进单元包括：推进杆以及液压管线，所述液压管线布置于所述推进杆上的管线卡槽内；所述驱动单元通过所述液压管线分别与所述可变径钻头以及推进杆连接；其中，所述推进杆还包括：凸起机构、第一弹簧、第一活塞、第二弹簧、第二活塞以及至少一个卡头，所述凸起机构用于使所述可变径钻头变径；所述至少一个卡头用于固定并拖动所述筛管进入松软突出煤层的钻孔，并在钻孔结束后脱离所述筛管并从中退出；所述液压管线包括第一液压管线及第二液压管线，所述驱动单元通过所述第二液压管线与所述第一活塞连接，所述驱动单元通过所述第一液压管线与所述第二活塞连接，所述第一弹簧用于牵引所述凸起机构，所述第二弹簧用于牵引所述第二活塞，并在冲进钻进时，传递所述第二活塞产生的作用力至所述可变径钻头。