鏤空內排屑合金鉆頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦井下瓦斯抽采技術領域，特別涉及一種煤礦井下瓦斯抽采施工鉆孔鏤空內排肩合金鉆頭。
【背景技術】
[0002]目前瓦斯治理技術主要是采用煤層預抽瓦斯，瓦斯抽采鉆孔的施工是瓦斯治理的關鍵環節。高瓦斯突出礦井所采煤層的硬度系數多在0.5 一下，特別受滑動構造影響的三軟煤層，硬度系數不到0.3。現有瓦斯抽采鉆孔的施工方法是采用外排肩式鉆頭配合三棱圓弧鉆桿鉆進，壓風排肩。這種施工方法肩塵大，影響作業環境；鉆孔內殘留大量煤肩，影響抽放效果；三棱圓弧鉆桿旋轉過程中對孔壁沖擊破壞，造成施工成孔率低；現有技術鉆孔取樣時不能確定鉆肩來源，無法實現定點取樣，使評價報告可靠性下降；施工過程中瓦斯涌出不易控制，造成瓦斯噴孔、超限。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于克服上述技術不足，提供一種設施簡單、采用鏤空是結構，內排肩方式，鉆肩從鉆頭、鉆桿內部封閉空間內排出，使施工現場清潔衛生、可隨時定點取樣，提高抽采效果的煤礦井下瓦斯抽采施工鉆孔鏤空內排肩合金鉆頭。
[0004]本發明所采用的技術方案是:采用一種鏤空排肩合金鉆頭，鉆頭前端由兩組主合金片、兩組輔助合金片和四組前部導流槽、四組導流口組成，兩組主合金片、兩組輔助合金片采用軸心對稱十字分布的鏤空結構，鉆頭中間空心；鉆頭外壁四組側面合金片與鉆頭前面合金片對應分布，四組側面主導流溝槽、四組側面輔助導流溝槽于四組前部導流溝槽、四組導流口構成氣體通道，后端鉆頭內絲扣與088.9mm圓鉆桿對接。
[0005]綜上所述，本發明具有以下有益效果:利用礦井現有瓦斯抽放系統提供的負壓為動力，通過鉆頭、鉆桿和連接管路，使含有鉆肩、瓦斯的混合氣體封閉在密閉空間，實現了鉆孔內沒有鉆肩殘留堆積，使用該鉆頭具有施工場所清潔無粉塵，具有防噴防超、實現了隨時定點取樣的特點，能夠在松軟、破碎巖石和堅硬巖石環境下使用，可施工下向、上向等煤、巖鉆孔；鏤空內排肩合金鉆頭配合Φ88.9圓鉆桿使用，免了使用三棱鉆桿運轉時對孔壁的沖擊破壞，提升鉆機能力使鉆孔施工速度加快，鉆孔長度增大，鉆孔抽采壽命延長，是瓦斯治理工藝的重大改革。
【附圖說明】
[0006]以下結合附圖以實施例具體說明。
[0007]附圖1為本發明鉆頭的前部示意圖。
[0008]附圖2為本發明鉆頭的側四之一剖面示意圖。
[0009]圖1、圖2中，1-鉆頭胎體2-主合金片組、3-輔助合金片組、4-側面合金片組、5-側面輔助導流溝槽、6-側面主導流溝槽、7-前部導流槽，8-鉆頭鏤空內腔、9-導流口、10-鉆頭內絲。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發明做進一步闡述。
[0011]如圖1、圖2所示，采用一種鏤空內排肩合金鉆頭，其包括鉆頭胎體1、主合金片組
2、輔助合金片組3、側面合金片組4、側面主導流溝槽6、側面輔助導流溝槽5、前部導流槽7，鉆頭鏤空內腔8、導流口 9、鉆頭內絲10，其特征在于:鉆頭采用鏤空結構內排肩方式，鉆進過程中將鉆肩排到鉆頭內腔中，避免在鉆進過程中發生鉆頭堵塞。通過側面主導流溝槽5、側面輔助導流溝槽6、導流口 9和前部導流槽7，利用煤礦井下專用瓦斯抽排管路提供的負壓風為排肩動力源，使鉆頭主合金片組2、輔助合金片組3和側面合金片組4產生的鉆肩順利進入鉆頭內腔。將鉆頭與一個內徑為60mm--70mm的圓鉆桿連接，圓鉆桿連接一根鋼絲軟管，鋼絲軟管連接在一個鉆肩分離裝置上，鉆肩分離裝置經一根鋼絲軟管連接煤礦井下專用瓦斯抽排管道，以瓦斯抽放泵提供的負壓作為動力源。施工鉆孔時先開啟鉆肩分離裝置出氣端控制閥，再開動鉆機。鉆肩從鏤空排肩合金鉆頭被負壓風吸入鉆桿內，并進入鉆肩分離裝置，鉆肩分離后關閉控制閥鉆肩從鉆肩分離裝置中自動排出，抽出氣體進入煤礦井下專用瓦斯抽排管道。在需要取樣時，拉動取樣控制手把，取樣灌上端防護蓋打開，取樣灌裝滿鉆肩后，關閉控制閥開啟取樣活門取出取樣灌鋼瓶。實現鉆肩與氣體分離，并實現隨時取樣；分離出的含有瓦斯的氣體通過煤礦井下專用瓦斯抽排管道排到專用回風巷。
[0012]瓦斯抽采鉆孔內排肩施工方法及鉆肩分離裝置另外已申請專利，在此不作詳述。
[0013]其特點是:鏤空排肩合金鉆頭，能夠在負壓風力的作用下將鉆肩順利的排出而不發生堵塞，鉆肩從鉆頭前端導流溝槽吸入鉆桿內部，確保鉆孔內不存在鉆肩堆積；采用鉆桿內經為60_—70mm的圓鉆桿，保證鉆肩在負壓作用下順利通過鉆桿內排出，圓鉆桿運轉過程中不對鉆孔內壁產生沖擊；鉆肩分離裝置能夠在正常工作狀態下，實現鉆肩分離、肩塵分離和氣水分離，并在施工人員的操控下，在鉆孔的不同深度時，實現自動隨時取樣。
【主權項】
1.一種煤礦井下瓦斯抽采施工鉆孔的鏤空內排肩合金鉆頭，其特征在于:它包括鉆頭胎體、主合金片組、輔助合金片組、側面合金片組、側面主導流溝槽、側面輔助導流溝槽、前部導流槽，鉆頭鏤空內腔、導流口、鉆頭內絲，其特征在于:采用軸心對稱十字型分布，由兩個主合金片組、兩個輔助合金片組和四個前部導流溝槽組成中空的鏤空結構。
2.根據權利要求1所述的煤礦井下瓦斯抽采施工鉆孔的鏤空內排肩合金鉆頭，其特征在于:采用軸心對稱米字型分布，由四個側面主導流溝槽、四個側面輔助導流溝槽、四個導流口和四個前部導流溝槽、鉆頭鏤空內腔構成氣體和鉆肩的排出通道。
【專利摘要】本發明屬于煤礦瓦斯抽采技術領域，涉及一種煤礦井下瓦斯抽采施工鉆孔的鏤空內排屑合金鉆頭，包括有鉆頭胎體、主合金片組、輔助合金片組、側面合金片組、側面主導流溝槽、側面輔助導流溝槽、前部導流槽，鉆頭鏤空內腔、導流口、鉆頭內絲；鉆頭前端由主合金片組、輔助合金片組和前部導流槽組成采用鏤空結構，中間空心；由側面主導流溝槽、輔助導流溝槽、前部導流溝槽、導流口、鉆頭內腔構成氣體和鉆屑的排出通道。本發明改變了現今的排屑方式，使用負壓風為流體介質，將鉆屑外排改為內排，使鉆屑在封閉的鉆桿內部排出，實現了無塵化施工，可以在鉆孔施工期間隨時進行定點取樣。并具有防超、防噴的特點，本發明使瓦斯治理工藝發生重大改革。
【IPC分類】E21B10-60, E21B10-46
【公開號】CN104763346
【申請號】CN201510106977
【發明人】孫飛
【申請人】孫飛
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月12日