[实用新型]一种矿井高效率钻杆

说明书

技术领域

本实用新型属于煤炭开采技术领域，涉及煤炭正式开采前预抽采瓦斯通道施工过程中的设备，特别涉及预抽采瓦斯通道的钻割和施工过程中钻孔内喷出的瓦斯、粉尘的有效收集。

背景技术

煤矿瓦斯、粉尘事故是井下的重大灾害之一，若发生瓦斯、粉尘事故，不仅会严重破坏生产环境，而且会造成人员伤亡，给人民、企业、国家造成巨大的损失，因此，消除瓦斯超限和粉尘是预防瓦斯、粉尘事故的前提条件，也是矿井安全生产的重要保障之一。然而，由于地质沉积作用，煤层中积压了大量的瓦斯等有毒有害气体，为了实现安全采掘，通常情况下，采掘前首先要布置专用瓦斯抽采坑道，采用坑道钻机施工抽采钻孔提前实施瓦斯抽采，待抽采达标后，方能开始采掘煤炭。

瓦斯抽采坑道的施工通常包括钻孔和割裂煤层等多道工序。具体方法是使用坑道钻机先施钻一定深度的钻孔，然后将钻杆换成用于割裂煤层的专用钻杆后再伸进钻孔内需要割裂的煤层位置，接着采用高压水割裂煤层。为了达到良好的瓦斯预抽采效果，通常要求钻孔具有一定的深度，并且钻孔的不同深度位置需要割裂煤层，这就需要反复将钻杆从钻孔中退出并反复更换钻孔钻杆和割裂煤层的专用钻杆。该钻杆更换过程会占用大量的工程时间，影响工程进度。在现有技术中，由于有些工程工期紧张或者其他原因，也可以采用仅钻孔而不切割的施工方式，但是采用这种方式所布置的抽采坑道其瓦斯抽采率很低。目前还没有既能保证工期又能使抽采坑道效果明显的方法。

同时，在施工抽采钻孔过程中，特别是许多矿井进入深部水平后，煤层瓦斯含量、压力都将增大，施钻喷孔、甚至钻孔延时喷孔造成的瓦斯超限不安全问题，钻孔垮孔问题也越来越突出，为了克服垮孔和瓦斯超限问题，不得不采取压风排粉施工工艺，然而粉尘危害又成了新的难题。但是，在现有技术中，并没有针对这一严重问题的专用瓦斯、粉尘处理设备，因此施钻过程中大量瓦斯、粉尘仍然会被释放在坑道中，造成严重的瓦斯超限、粉尘超标安全隐患。

实用新型内容

为了解决现有的钻杆施工过程中频繁切换不同功能的钻杆导致效率低下和施钻出现瓦斯超限和粉尘危害的问题，本实用新型提供一种矿井高效率钻杆。

本实用新型技术方案如下：

一种矿井高效率钻杆，设置有钻割头，连接杆，吸尘杆，连接杆一端连接钻割头，另一端连接吸尘杆。

钻割头包括钻头、钻头杆主体、钻头水腔、钻头连接母头、高压喷流孔、水腔封孔塞和换塞绳；钻头和钻头连接母头分别设置在钻头杆主体的两端，钻头水腔设置在钻头杆主体的轴向中心位置并贯穿钻头杆主体，其一端为锥形通孔，高压喷流孔设置在钻头杆主体上并贯穿钻头杆主体，水腔封孔塞设置于水腔内，其形状与钻头水腔的锥形通孔相匹配，其截面处最大直径小于钻头水腔的直径，换塞绳与水腔封孔塞相连且足够长。优选地，高压喷流孔为内喇叭口形。

连接杆设置有连接杆水腔杆壁、连接杆气腔杆壁、连接杆水腔、高压气腔、连接杆连接公头和连接杆连接母头；连接杆水腔在连接杆水腔杆壁内部，高压气腔在连接杆水腔杆壁与连接杆气腔杆壁之间；连接杆连接公头和连接杆连接母头分别设置在连接杆的两端，连接杆连接母头包括设置于连接杆水腔杆壁一端的连接杆水腔连接母头和设置于连接杆气腔杆壁同一端的连接杆气腔连接母头；优选的，连接杆水腔杆壁设计为管状形。

吸尘杆设置有吸尘杆水腔杆壁、吸尘杆出气腔杆壁、吸尘杆进气腔杆壁、吸尘杆水腔、高压进气腔、高压出气腔、吸尘孔、固定销；吸尘杆水腔在吸尘杆水腔杆壁内部，高压进气腔设置于吸尘杆水腔杆壁与进气腔杆壁之间，高压出气腔设置于进气腔杆壁与出气腔杆壁之间；吸尘杆水腔杆壁两端设置有相互匹配的吸尘杆水腔杆壁连接公头和吸尘杆水腔杆壁连接母头，吸尘杆出气腔杆壁两端设置有相互匹配的吸尘杆出气腔杆壁连接公头和吸尘杆出气腔杆壁连接母头，吸尘杆进气腔杆壁两端设置有相互匹配的吸尘杆进气腔杆壁连接公头和吸尘杆进气腔杆壁连接母头；吸尘孔设置在吸尘杆出气腔杆壁上，优选的，吸尘孔倾斜设置在吸尘杆出气腔杆壁上，其轴线方向与其和吸尘杆出气腔连接公头的连线成锐角，所述锐角角度为30°；固定销用于固定各杆壁，使各杆壁相对位置固定；优选的，吸尘杆水腔杆壁设计为管状形；优选的，吸尘杆进气腔杆壁设计为管状形。

钻头连接母头与连接杆连接公头相匹配；连接杆水腔连接母头与吸尘杆水腔连接公头相匹配，连接杆气腔连接母头与吸尘杆出气腔连接公头相匹配。