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自制防压钻头在煤矿灾害治理中的应用

发表时间：2020/7/23 来源：《科学与技术》2020年第6期作者：宋宏伟

[导读] 大孔径钻头经过改装，解决有冲击地压或煤与瓦斯突出危险的采掘工作面

         摘要大孔径钻头经过改装，解决有冲击地压或煤与瓦斯突出危险的采掘工作面，打钻过程中的压卡钻现象。
         关键词   冲击地压灾害治理   压钻自制钻头
         1前言
          在有冲击地压危险的采掘工作面进行打钻作业时（泄压、防突钻孔、探放水、抽采钻孔），随着钻孔深度的增加，往往煤岩体会产生动力现象。钻孔坍塌，造成卡钻、压钻的现象，钻头钻杆全部压住无法回撤，费时费力，废材料。现自制一种防压钻头，有效解决这一技术难题。
         2分析压、卡钻原因
         打钻过程中钻孔坍塌是造成压卡钻的主要原因，塌孔主要有两种类型，一种是孔底坍塌，钻孔揭煤或遇松软岩层时，孔底坍塌，主要原因是煤层具有冲击倾向或者瓦斯压力较大，而造成喷孔，受地应力的作用，大量的煤粉喷出，如图1，如果没有及时排出孔外，孔内煤粉越聚越多，将孔壁堵塞，排粉水流又产生压力，将煤粉越压越实，水流就会反流而顺孔底裂隙注进煤岩体内，造成钻孔不排水，此时钻头受挤压作用，卡住无法旋转；第2种是孔壁坍塌，其主要原因是钻孔穿过煤层或松软岩层后，没有坍塌，当发生煤体冲击等动力现象后，受地应力的影响，造成孔壁坍塌如图2，塌孔后，孔壁向内位移，伴随煤岩粉块堵塞出水通道，同情况一，水流注入孔底煤岩裂隙，造成钻孔不返水，大量粉沫聚积将钻头钻杆压住，造成钻头钻杆无法回撤。

         3防压卡钻原理
（1）增加后退时钻头截割功能
         如图3所示，以孔径113钻头为例，当发生钻孔坍塌时，孔壁向内位移，造成孔径变小，卡住钻头，普通型钻头只有前进方向截割合金，而忽略了后退方向的截割功能，现每个旋叶增加两片合金贴与截割头截割方向后侧方，如图所示。增加其后退时的截割功能，使钻头在后退时，可以截割坍塌的孔壁，解决退钻时因“头大身小”而卡钻的现象。
（2）增加钻头排粉螺旋条
         当钻孔坍塌时，大量煤岩粉块儿堵塞孔壁，普通型钻头只靠水流排渣，而水向孔口流淌被坍塌的孔壁阻挡只能使煤粉越聚越多，越压越实，造成压钻现象，现在钻头后侧焊接若干对称的螺旋条，钻头在顺时针旋转时将压实的煤岩粉沫向孔底搬运，在旋转力的作用下，钻头会自动退出，解决压钻的问题。

　　
         4使用材料
         每个钻头使用三个φ28锚索钎头、铜焊条若干、废钢条若干。
         5结束语
         经过对钻头的改进以后，在施工大孔径治灾钻孔时，有效的降低了压钻的几率，不但争取了治灾的有效时间，减少了工期，而且节省了设备材料的投入费用，创造了良好的技术经济效益，为煤矿的安全生产做出了突出的贡献，可以说是一举多得。

作者简介
         宋宏伟（1980.12 -- ）男，2011年毕业于黑龙江科技学院采矿工程专业，本科学历，工程师，现在黑龙江省龙煤鹤岗矿业有限公司富力煤矿综采一区从事技术工作。