[发明专利]用于煤层的卸压增透施工系统

说明书

本发明涉及松软煤层防突卸压技术领域，具体涉及一种用于煤层的卸压增透施工系统，包括：钻机，高压旋转接头，一端通过所述高压旋转接头与所述钻机连接的钻杆以及与所述钻杆另一端连接用于切割钻进煤体的可变径机械造穴结构，所述钻杆具有第一内腔，所述高压旋转接头上设有与所述第一内腔连通的第一介质通道，所述高压旋转接头和所述第一内腔中设有一端与外界连通，另一端与所述可变径机械造穴结构连通的第二介质通道。根据本发明的上述方案，在稀松、酥软煤层通过采用特殊钻具及不同的作业方法在煤层中造穴卸压，既降低了煤层地应力、提高了瓦斯抽采效率，又避免钻孔内部出现塌孔卡钻的情况，作业效率高、瓦斯抽采效果明显。

技术领域

本发明涉及松软煤层防突卸压技术领域，尤其涉及一种用于松软煤层的卸压增透施工系统。

背景技术

在煤矿井下的现有技术中，钻孔、扩孔卸压技术被广泛应用到瓦斯抽采治理工艺中。针对中硬度煤层可采用机械式造穴或水射流造穴的形式利用机械刀刀臂或水刀的高压水柱切割冲刷煤体，在煤层中形成一定的孔洞来实现高瓦斯高应力区域的卸压增透。

以上两种造穴形式，虽均可在煤层中实现卸压增透的目的，但对煤体硬度还有一定的要求，如果遇到稀松、酥软煤层，采用水为介质无论是进行排渣作业还是扩孔作业，均存在一定的风险。在松软煤体内部进行水射流造穴时，大能量的高压水对煤体进行冲击，易出现煤体大面积垮塌的情况，此时垮落的煤体会迅速包围在钻杆附近，造成设备旋转、推进阻力增大甚至出现压钻事故；同样的，采用机械式煤层造穴时，钻具周围的煤体在以水为介质进行排渣时长时间被水浸泡，也极易出现大面积垮塌甚至压钻事故的发生。在进行煤层可变径造穴卸压施工的过程中，一旦出现压钻事故，必将严重影响现场的施工效率，同时，因压钻事故而被丢弃在孔洞内的钻具也是施工方的巨大经济损失。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中的至少一个技术问题，提供一种用于煤层的卸压增透施工系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于煤层的卸压增透施工系统，包括：钻机，高压旋转接头，一端通过所述高压旋转接头与所述钻机连接的钻杆以及与所述钻杆另一端连接用于切割钻进煤体的可变径机械造穴结构，所述钻杆具有第一内腔，所述高压旋转接头上设有与所述第一内腔连通的第一介质通道，所述高压旋转接头和所述第一内腔中设有一端与外界连通，另一端与所述可变径机械造穴结构连通的第二介质通道。

根据本发明的一个方面，所述可变径机械造穴结构包括设置有第二内腔的杆体，设置在所述第二内腔中，一端与所述第二介质通道连接的密封座，与所述密封座的另一端连接的齿条，分别啮合于所述齿条的两侧实现开合状态的扩孔刀臂。

根据本发明的一个方面，所述密封座具有与所述第二内腔的腔壁抵接的支承耳，并且所述密封座面向所述齿条的一端设有凹槽，所述凹槽与所述第二介质通道连通。

根据本发明的一个方面，所述支承耳上设有用于连通所述第一内腔和所述第二内腔的通孔。

根据本发明的一个方面，所述齿条包括工作端和与所述凹槽滑动连接的连接端。

根据本发明的一个方面，所述扩孔刀臂包括与所述齿条的工作端啮合的齿轮以及与所述齿轮连接的摆刀。

根据本发明的一个方面，还包括与所述可变径机械造穴结构连接的钻头，所述钻头设有与所述第二内腔连通的中心通道。

根据本发明的一个方面，还包括用于收集钻探排出的煤粉的封孔装置、用于向所述可变径机械造穴结构提供转换动力的高压泵以及用于对所述封孔装置收集到的煤粉进行收集和计量的煤粉收集计量装置。