专利名称：煤矿巷道底板钻孔装置及方法
技术领域：
本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及ー种煤矿巷道底板钻孔装置及方法。
背景技术：
井下煤炭资源开采由浅部向深部发展是客观的必然规律，随着煤炭开采深度不断増加，巷道底鼓现象越发严重，成为影响巷道稳定的关键因素。多年的实践经验表明底板锚杆(索)加固不仅是治理底鼓最行之有效的方法，而且对巷道围岩整体的稳定性起着重要的作用。首先，由于巷道底板特殊的地质条件(泥岩、砂质泥岩等的存在)，现有的施工机具在打底板锚索孔时，成孔效率极低，钻孔直径大，并产生以下一系列的不利影响
①锚杆(索)锚固效率低；②底板锚固速度赶不上巷道掘进速度，达不到锚杆(索)及时控制底板围岩的作用；③由于孔径大，锚固力达不到设计的要求；④使用水泥浆锚固，无法施加高预紧力，锚杆(索)主动支护的作用得不到充分的发挥；⑤支护成本较高等。其次，由于巷道所处的特殊环境，现有的施工机具钻进锚索孔时无论采用水カ排渣还是风カ排渣，都会造成以下影响①深孔钻进时排渣困难，大大降低了钻孔速度；②提钻抽出钻杆时，孔壁钻渣滑落孔内，造成孔底残留大量钻渣，成孔深度大大降低；③现有的排渣方式在钻进较深的孔时，排不出的钻渣可能卡钻，造成钻头和钻杆严重磨损，甚至把钻杆抱死；④作业环境恶劣(风カ排渣，钻渣弥漫了整个巷道，无法满足工人的人身安全，水カ排渣的孔内排出的污水不仅造成底板围岩强度降低，而且造成巷道内大量积水，在施工其他钻孔时比较困难；⑤风カ排渣，钻头磨损较快，并且在底板遇到少量的水时，钻渣根本无法排出。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何提高巷道底板锚杆(索)孔钻进速度和提高孔内排渣效果。(ニ)技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种煤矿巷道底板钻孔装置，包括双通道钻头、双通道钻杆、钻机、液压立柱、排污泵和具有三个连接头的双通道水龙头，所述钻机安装在液压立柱上，所述双通道钻杆安装在钻机上，所述钻机驱动双通道钻杆旋转推进和提升；所述双通道钻杆的前端与双通道钻头连接，其末端与双通道水龙头的ー个连接头连接，所述双通道水龙头的另外两个连接头分别与高压水管和吸水软管连接，所述吸水软管与排污泵的进水口连接，所述排污泵的出水ロ与排污管连接；所述双通道水龙头与所述双通道钻杆连接的连接头可自由旋转，其另外两个连接头不可自由旋转；所述双通道钻杆包括独立的钻杆第一通道和钻杆第二通道，所述双通道水龙头包括独立的水龙头第一通道和水龙头第二通道，所述双通道钻头包括独立的钻头第一通道和钻头第二通道，所述钻头第一通道依次通过钻杆第一通道和水龙头第一通道与高压水管连接，所述钻头第二通道依次通过钻杆第二通道和水龙头第二通道与所述吸水软管连接。其中，所述双通道钻杆设置为多根，相邻双通道钻杆首尾相连，所述相邻双通道钻杆的连接处为外平式。其中，所述双通道钻杆包括钻杆内管和钻杆外管，所述钻杆内管位于所述钻杆外管的内部，所述钻杆内管与钻杆外管之间留有第一间隙，所述第一间隙内设有多个第一同心连接台，所述钻杆内管和钻杆外管通过所述第一同心连接台固定；所述第一间隙为钻杆第一通道，所述钻杆内管的内腔为钻杆第二通道。其中，所述钻杆外管的前端和末端分别设有第一外管连接头和第二外管连接头，所述钻杆内管的前端和末端分别设有第一内管连接头和第二内管连接头；所述第一外管连接头设有第一外螺纹，所述第二外管连接头设有与所述第一外螺纹相匹配的第二内螺纹；所述第一内管连接头设有第一环形内凹槽，所述第二内管连接头设有与所述第一环形内凹槽相匹配的第二环形外凹槽。其中，所述双通道钻头为刮刀式不取芯双通道钻头，其包括钻头外管、钻头内管和刮刀，所述钻头内管位于钻头外管的内部，所述钻头内管和钻头外管之间留有第二间隙，所述第二间隙内设有多个第二同心连接台，所述钻头外管和钻头内管通过所述第二同心连接台固定；所述第二间隙为钻头第一通道，所述钻头内管的内腔为所述钻头第二通道，所述钻头第一通道的前端被封死；所述钻头外管的前端固定安装刮刀，所述钻头外管的末端设有与所述第一外螺纹相匹配的第三内螺纹，所述钻头内管的末端设有与所述第一环形内凹槽相匹配的第三环形外凹槽；所述钻头外管的前端的管壁上设有斜孔，所述斜孔与所述钻头第一通道相通。其中，在所述双通道钻头的前端圆周上设有均匀分布的三个刮刀，所述斜孔设为三个，分别位于所述三个刮刀之间；每个刮刀分别为具有一往里弯曲的角度的尖头形，所述三个刮刀的尖头部位焊接一起，所述三个刮刀的内侧形成一倒锥形的回流通道，所述回流通道与所述钻头第二通道相通。 其中，所述每个刮刀的侧面分别嵌有金刚石复合片，所述三个刮刀的尖头部位镶嵌有硬质合金块或金刚石复合块。其中，所述双通道水龙头包括水套、旋转轴和吸水软管连接头；所述旋转轴包括旋转轴内管和旋转轴外管，所述旋转轴内管位于所述旋转轴外管的内部，所述旋转轴内管和旋转轴外管之间留有第三间隙，所述第三间隙内设有多个第三同心连接台，所述旋转轴内管和旋转轴外管通过所述第三同心连接台固定，所述第三间隙为水龙头第一通道，所述水龙头第一通道的末端被封死，所述旋转轴内管的内腔为所述水龙头第二通道；所述水套内设第一轴承室和第二轴承室，所述第一轴承室和第二轴承室的内侧分别设有第一水封室和第二水封室，所述旋转轴外管的前端和末端分别通过所述第一轴承和第二轴承安装在所述第一轴承室和第二轴承室上，所述旋转轴和水套之间形成的水室通过安装在所述第一水封室、第二水封室内的水封进行密封，所述旋转轴外管的前端且位于所述第一轴承的前方设有环形凸台，所述环形凸台位于所述水套的外部，所述旋转轴外管的末端且位于所述第二轴承的后方连接有螺母，所述环形凸台和螺母共同限制旋转轴的轴向位移；所述旋转轴的前端与所述钻杆的末端连接，所述旋转轴外管的前端设有与所述第二内螺纹相匹配的第四外螺纹，所述旋转轴内管的前端设有与所述第二环形外凹槽相匹配的第四环形内凹槽；所述旋转轴外管和水套的管壁上分别开有第一通孔和第二通孔，所述第二通孔通过快速插头与所述高压水管连接；所述吸水软管连接头的一端与所述水套的末端采用螺纹连接，另ー端通过鹅颈管与所述吸水软管连接。其中，所述排污泵采用气动隔膜泵。本发明还提供一种煤矿巷道底板钻孔方法，包括调节液压立柱的高度使其顶住巷道顶板；开动钻机驱动双通道钻杆旋转推进并钻孔，推进钻孔的同时，打开高压水管的截止阀和排污泵，使得高压水管依次经水龙头第一通道、钻杆第一通道和钻头第一通道向孔 内注入冲洗液，同时携带有钻渣的冲洗液在排污泵的作用下依次经吸水软管、钻头第二通道、钻杆第二通道和水龙头第二通道排出孔外；当钻孔到达双通道钻杆极限位置吋，关闭钻机、截止阀和排污泵，接长双通道钻杆后重新开动钻机、截止阀和排污泵进行双通道钻杆的接长钻进直到钻孔完成。(三)有益效果上述技术方案提供的一种煤矿巷道底板钻孔装置及方法，双通道钻头、双通道钻杆、钻机、液压立柱、排污泵和具有三个连接头的双通道水龙头，钻头第一通道依次通过钻杆第一通道和水龙头第一通道与高压水管连接，用于向孔内注入冲洗液，钻头第二通道依次通过钻杆第二通道和水龙头第二通道与吸水软管连接，用于抽取孔内携带有钻渣的冲洗液，上述方案实现了在巷道底板锚杆(索)孔钻进过程中的连续作业，确保快速钻进，该操作简便实用，且排渣速度快，孔内无积水，成孔效果好，作业环境对人体和环境无伤害，能够实现巷道底板泥岩、砂质泥岩的快速钻进，不仅可以实现底板锚索快速加固，而且可以作为底板注浆孔实现底板注浆加固；进ー步地，双通道钻杆设有多根，相邻双通道钻杆首尾相连，可实现深孔钻迸。
图I是本发明一种煤矿巷道底板钻孔装置的结构示意图；图2是本发明的多根双通道钻杆的连接图；图3是本发明的双通道钻杆的剖视图；图4是图3中A-A的截面图；图5是图3中B-B的截面图；图6是本发明的双通道钻头的结构示意图；图7是本发明的双通道钻头的剖视图；图8是本发明的双通道钻头的仰视图；图9是本发明的双通道水龙头的结构示意图10是本发明的旋转轴的结构示意图；图11是本发明的双通道水龙头的剖视图。其中，I、双通道钻头；la、钻头外管；lb、钻头内管；lc、刮刀；ld、金刚石复合片；le、硬质合金块；lf、第二同心连接台；lg、钻头第一通道；lh、钻头第二通道；li、第三内螺纹；lj、第三环形外凹槽；lk、第二密封槽；2、双通道钻杆；2a、钻杆第一通道；2b、钻杆第二通道；2c、钻杆内管；2d、钻杆外管；2e、第一外管连接头；2f、第一外螺纹；2g、第一内管连接头；2h、第一环形内凹槽；2i、第二外管连接头；2j、第二内螺纹；2k、第二内管连接头；21、第ニ环形外凹槽；2n、第一密封槽；2s、钻杆前端第一同心连接台；2t、钻杆末端第一同心连接台；3、钻机；3a、液压马达；3b、夹持器；3c、卡瓦；4、液压立柱；5、排污泵；5a、排污管；6、高压水管；7、吸水软管；8、双通道水龙头；8a、水套；8b、旋转轴；8c、旋转轴内管；8d、旋转轴外管；8e、第三同心连接台；8f、鹅颈管；8g、快接插头；8h、吸水软管连接头；8i、第一轴承室；8j、第二轴承室；8k、环形凸台；81、螺母；8n、第四外螺纹；8m、第四环形内凹槽；8p、垫圈；8t、第一水封室；8s、第二水封室；a、水龙头第一通道；b、水龙头第二通道；c、第一通孔； d、第二通孔；e、焊缝ば、水室；g、斜孔；h、第三水封室。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进ー步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如图1，本发明的一种煤矿巷道底板钻孔装置，包括双通道钻头I、双通道钻杆2、钻机3、液压立柱4、排污泵5和具有三个连接头的双通道水龙头8，钻机3安装在液压立柱4上，双通道钻杆2安装在钻机3上，钻机3驱动双通道钻杆2旋转推进和提升；双通道钻杆2的前端与双通道钻头I连接，其末端与双通道水龙头8的ー个连接头连接，该双通道水龙头8的另外两个连接头分别与高压水管6和吸水软管7连接，吸水软管7与排污泵5的进水ロ连接，排污泵5的出水ロ与排污管5a连接；双通道水龙头8与双通道钻杆2连接的连接头可自由旋转，其另外两个连接头不可自由旋转；双通道钻杆2包括独立的钻杆第一通道2a和钻杆第二通道2b，双通道水龙头8包括独立的水龙头第一通道a和水龙头第二通道b，钻头I包括独立的钻头第一通道Ig和钻头第二通道lh，钻头第一通道Ig依次通过钻杆第一通道2a和水龙头第一通道a与高压水管6连接，用于注入高压冲洗液，钻头第二通道Ih依次通过钻杆第二通道2b和水龙头第二通道b与吸水软管7连接，用于抽取孔内携帯有钻渣的冲洗液。本发明在巷道底板锚杆(索)孔钻进过程中实现了连续作业，可快速深孔钻迸，操作简便实用，且排渣速度快，成孔效果好，成孔直径小，且孔内无积水，作业环境对人体和环境无伤害，能够实现巷道底板泥岩、砂质泥岩的快速钻进，不仅可以实现底板锚索快速加固，而且可以作为底板注浆孔实现底板注浆加固。优选地，为了提高排渣能力，排污泵5可采用气动隔膜泵，采用气动隔膜泵的另一作用是由于气动隔膜泵的自吸时间短，排洛颗粒大，且可以空转，可避免排污泵5在空转时被损坏。优选地，双通道钻头I的直径为48-60mm ;双通道钻杆2的直径为40_50mm。钻机3驱动双通道钻杆2旋转推进的具体过程为钻机3包括液压马达3a、卡瓦3c、夹持器3b和千斤顶，双通道钻杆2可通过夹持器3b和卡瓦3c安装在钻机3上，卡瓦3c卡住双通道钻杆，夹持器3b位于卡瓦3c的下方，起到导向的作用，使得双通道钻杆2笔直地或呈ー斜角推进，钻机3的液压马达3a驱动双通道钻杆2进行旋转，并通过千斤顶带动钻机3实现双通道钻杆2的推进和提升，液压马达3a正反运转可以实现双通道钻杆2的装卸。为了满足锚杆(索)深孔钻进的要求，本实施例的双通道钻杆2可设置为多根，相邻双通道钻杆首尾相连，该相邻双通道钻杆的连接处为外平式，可防止该双通道钻杆2在推进和提升过程中卡住钻机而影响工作的正常进行，如图2所示。如图3所75，本实施例的双通道钻杆2包括钻杆内管2c和钻杆外管2d,钻杆内管2c位于钻杆外管2d的内部，钻杆内管2c与钻杆外管2d之间留有第一间隙，该第一间隙内设有多个第一同心连接台，钻杆内管2c和钻杆外管2d通过该第一同心连接台固定；第ー间隙为钻头第一通道lg，钻杆内管2c的内腔为钻头第二通道lh。优选地，本实施例的钻杆外管2d的前端和末端分别设有第一外管连接头2e和第ニ外管连接头2i，钻杆内管2c的前端和末端分别设有第一内管连接头2g和第二内管连接 头2k ;其中，第一外管连接头2e设有第一外螺纹2f，第二外管连接头2i设有与该第一外螺纹2f相匹配的第二内螺纹2j，第一内管连接头2g设有第一环形内凹槽2h，第二内管连接头2k设有与该第一环形内凹槽2h相匹配的第二环形外凹槽21 ;双通道钻杆之间首尾连接时，将其中一根双通道钻杆的第二外管连接头2i和第二内管连接头2k与另ー根双通道钻杆的第一外管连接头2e和第一内管连接头2g连接，连接后，该两个双通道钻杆的第二外管连接头2i和第一外管连接头2e之间实现螺纹连接，第二内管连接头2k和第一内管连接头2g之间实现插入连接。进ー步地，为了方便安装，第一外管连接头2e和第二外管连接头2i可为钻杆外管2d的焊接件，第一外管连接头2e和第二外管连接头2i的材料的強度要求高于钻杆外管2d ;第一内管连接头2g和第二内管连接头2k与钻头内管2c为一体成形。优选地，在钻杆外管2d的前端的周向上和第二外管连接头2i与钻杆外管2的连接处的周向上分别设置三个第一同心连接台，位于钻杆外管2d的前端的第一同心连接台为钻杆前端第一连接头2s，第二外管连接头2i与钻杆外管2d的末端的连接处的第一同心连接台为钻杆末端第一连接台2t，由于上述的双通道钻杆的前端与末端的连接头的结构限制，使得钻杆前端第一连接头2s比钻杆末端第一连接台2t的尺寸小，如图4和图5所示。进ー步地为了加强双通道钻杆与双通道钻杆之间的密封性，在距离第二内管连接头2k的末端一定距离设有第一密封槽2n，该第一密封槽2n内设第一密封圏，为了方便第一密封圈的更换，第二外管连接头2i的末端和第二内管连接头2k的末端的孔ロ齐平，且第一密封圈2n距离第二内管连接头2k的末端的孔ロ的位置为2 6mm ;进ー步地，为了方便双通道钻杆之间的首尾安装连接，第一外管连接头2e的前端较第一内管连接头2g的前端突出，其突出的距离可为8 15mm。如图6、图7和图8所示，本实施例的双通道钻头I为刮刀式不取芯双通道钻头，其包括钻头外管la、钻头内管Ib和刮刀Ic,钻头内管Ib位于钻头外管Ia的内部,钻头内管Ib和钻头外管Ia之间留有第二间隙，该第二间隙内设有多个第二同心连接台lf，钻头外管Ia和钻头内管Ib采用第二同心连接台If固定，该第二间隙为钻头第一通道lg，该钻头第一通道Ig与钻杆第一通道2a相通；钻头内管Ib的内腔为钻头第二通道lh，钻头第一通道Ig的前端采用电焊焊接封死，图7和图8中的e为焊縫。在钻头外管Ia的前端固定安装刮刀lc，钻头外管Ia的末端设有与第一外螺纹相匹配的第三内螺纹li，钻头内管Ib的末端设有与第一环形内凹槽相匹配的第三环形外凹槽Ij ;钻头外管Ia的前端的管壁上设有斜孔g，该斜孔g与钻头第一通道Ig相通，用于向钻孔内注入冲洗液。钻头I与钻杆2连接吋，将钻杆2的前端插入钻头I的末端，此时，第一外管连接头2e与钻头外管Ia的末端采用螺纹连接，第一内管连接头2g与钻头内管Ib的末端采用插入连接，其中，第一外管连接头2e与钻头外管Ia的连接处为外平式。优选地，刮刀Ic可设置为在双通道钻头I的前端圆周上均匀分布的三个，且斜孔g也设为三个，分别位于该三个刮刀之间。该三个刮刀Ic的侧面上根据刮刀Ic的尺寸可分别嵌有多个金刚石复合片ld，本实施例中嵌有两个半金刚石复合片ld，其中的半个金刚石复合片Id安装在刮刀Ic的尖端，可提高刮刀Ic的锋利度。每个刮刀Ic分别为一具有往里弯曲的角度的尖头形，该三个刮刀的尖头部位焊接一起，且该三个刮刀的内侧形成一倒锥形的回流通道，该回流通道与钻头第二通道相通。进ー步地，在该三个刮刀Ic的尖头部位镶嵌有硬质合金块Ie或金刚石复合块，本实施例优先采用硬质合金块le，理由是由于位于尖头部位所要求的强度不高，为了降低成本，在该三个刮刀Ic的尖头部位采用硬质合金块即可满足钻孔工作的使用要求。
为了方便带有钻洛的冲洗液的排出，本实施例的钻头内管Ib的前端的内腔为敞ロ设计，冲洗液通过斜孔g排入孔内，冲洗钻孔并冷却双通道钻头I后，携带钻渣的冲洗液进入双通道钻头I的钻头内管lb，在排污泵5的作用下迅速将携带有钻渣的冲洗液排出孔夕卜。进ー步地，为了加强双通道钻杆与双通道钻头之间的密封性，在钻头外管Ia的末端距离其孔ロー段距离设有第二密封槽lk，该第二密封槽Ik设有第二密封圏，进ー步地，为了方便更换第二密封圈，钻头外管Ia和钻头内管Ib的末端的孔ロ齐平，且第二密封圈距离钻头内管Ib的末端的孔ロ的位置为2 6mm。如图9、图10和图11所示，本实施例的双通道水龙头8还包括水套8a、旋转轴8b和吸水软管连接头8h。旋转轴8b包括旋转轴内管8c和旋转轴外管8d,旋转轴内管8c位于旋转轴外管8d的内部，旋转轴内管Sc和旋转轴外管8d之间留有第三间隙，该第三间隙内设有多个第三同心连接台8e，旋转轴内管8c和旋转轴外管8d通过该第三同心连接台8e固定，该第三间隙为上述的水龙头第一通道a，该水龙头第一通道a的末端采用电焊焊接封死，旋转内管8c的内腔为水龙头第二通道b。其中，水龙头第一通道a与钻杆第一通道2a和钻头第一通道Ig相通，用于向钻孔内注入冲洗液，水龙头第二通道b与钻杆第二通道2b和钻头第二通道Ih相通，用于抽取孔内携带有钻渣的冲洗液。水套8a内设第一轴承室8i和第二轴承室8j,第一轴承室8i和第二轴承室8的内侧分别设有第一水封室8t和第二水封室8s，旋转轴外管8d的前端和末端分别通过第一轴承和第二轴承安装在第一轴承室8i和第二轴承室8j上,旋转轴8b和水套8a之间形成的水室f通过安装在第一水封室8t和第二水封室8s内的水封进行密封。旋转轴外管8d的前端且位于第一轴承的前方设有环形凸台8k，该环形凸台8k位于水套8a的外部，旋转轴外管8d的末端且位于第二轴承的后方连接有螺母81，环形凸台8k和螺母81共同限制旋转轴8b的轴向位移；进ー步地，在环形凸台8k与水套8a的连接处设有垫圈8p。旋转轴8b的前端为双通道水龙头8的其中ー连接头，与双通道钻杆2的末端连接，旋转轴外管8d和旋转轴内管8c可随钻杆2 —起旋转，而水套8a不可旋转；旋转轴外管8d的前端设有与第二内螺纹2j相匹配的第四外螺纹8n，旋转轴内管8c的前端设有与第二环形外凹槽21相匹配的第四环形内凹槽Sm。该双通道水龙头8与钻杆2连接时，将双通道水龙头8的前端插入钻杆2的末端，此时，旋转轴外管8d的前端与第二外管连接头2i采用螺纹连接，旋转轴内管8c的前端与第二内管连接头2k采用插入连接。吸水软管连接头8h为双通道水龙头8的第二个连接头,其一端与水套8a的末端采用螺纹连接，另一端通过鹅颈管8f与吸水软管7连接，具体为在水套8a的末端开有内螺纹，在吸水软管连接头8h的前端设有与该内螺纹相匹配的外螺纹，进一歩地鹅颈管8f采用第二快插接头8t与吸水软管7连接。旋转轴外管8d和水套8a的管壁上分别开有第一通孔和第二通孔c、d，第二通孔d通过第一快接插头Sg与高压水管6连接，该第二通孔d为双通道水龙头8的第三个连接头。进ー步地，将旋转轴外管8d上位于第一通孔c所在的圆周上设为往里凹的环形凹槽，从而増大了水室f的空间。在旋转轴8b的末端，旋转轴内管8c较旋转轴外管8d突出；在旋转轴8b的前端，旋转轴外管8d的前端的孔ロ较旋转轴内管Sc的突出，以便于与钻杆2的末端安装连接。进ー步地，为了避免旋转轴8b的末端含有钻渣的冲洗液流入水套8a和旋转轴外 管8d之间的水室f中而影响第二轴承室8j的正常工作,在旋转轴8b的末端与吸水软管连接头8h之间设有第三水封室h及配有配套的水封。本发明提供的煤矿巷道底板钻孔方法，包括调节液压立柱4的高度使其顶住巷道顶板，开动钻机3驱动双通道钻杆2旋转推进并钻孔，在推进钻孔的同吋，打开高压水管6的截止阀和排污泵5，使得高压水管依次经水龙头第一通道a、钻杆第一通道2a和钻头第一通道Ig向孔内注入冲洗液，同时携带有钻渣的冲洗液在排污泵5的作用下依次经吸水软管7、钻头第二通道lh、钻杆第二通道2b和水龙头第二通道b排出孔外；当钻孔到达双通道钻杆2极限位置时(该极限位置为钻杆2所能推进和钻孔的长度)，关闭钻机的钻机3、截止阀和排污泵5，接长双通道钻杆2后重新开动钻机3、截止阀和排污泵5进行双通道钻杆2的接长钻进直到钻孔完成。具体钻孔过程为第一歩，稳定钻机，使液压立柱4牢牢顶住巷道顶板，使得钻机3稳定，接通排污泵5与污水管之间的排污管5a，接通排污泵5与双通道水龙头8之间的吸水软管7，接通双通道水龙头8上的高压水管6，以及连接钻机3与排污泵5自身所需接通的管路和电路；第二步，将双通道钻杆2安装于钻机3卡瓦3a与夹持器3b内，然后在双通道钻杆2的前端安装双通道钻头I，最后在双通道钻杆2的末端安装接通吸水软管7和高压水管6的双通道水龙头8，至此安装完毕；第三歩，依次运行排污泵5、钻机3的液压马达3a、打开高压水管6的截止阀、开动钻机3卡住双通道钻杆2进行旋转推进钻孔；第四步，钻机3停止旋转推进、关闭高压水管6的截止阀、卸下双通道水龙头8、接长双通道钻杆2、在双通道钻杆2的末端重新安装双通道水龙头8、打开高压水管6的截止阀、开动钻机3旋转推迸，实现双通道钻杆2的接长钻进；第五歩，钻孔达到设计深度后停止钻机旋转推进、关闭高压水管截止阀、稍停一会关闭排污泵5、卸下双通道水龙头8、提升双通道钻杆2至双通道钻杆连接头处露出夹持器3b、夹持器3b加紧双通道钻杆2、反转钻机3、依次实现双通道钻杆2和双通道钻头I的拆卸；第六步，移动钻机3，进行下一钻孔的施工。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种煤矿巷道底板钻孔装置，其特征在于，包括双通道钻头、双通道钻杆、钻机、液压立柱、排污泵和具有三个连接头的双通道水龙头，所述钻机安装在液压立柱上，所述双通道钻杆安装在钻机上，所述钻机驱动双通道钻杆旋转推进和提升；所述双通道钻杆的前端与双通道钻头连接，其末端与双通道水龙头的ー个连接头连接，所述双通道水龙头的另外两个连接头分别与高压水管和吸水软管连接，所述吸水软管与排污泵的进水口连接，所述排污泵的出水ロ与排污管连接；所述双通道水龙头与所述双通道钻杆连接的连接头可自由旋转，其另外两个连接头不可自由旋转； 所述双通道钻杆包括独立的钻杆第一通道和钻杆第二通道，所述双通道水龙头包括独立的水龙头第一通道和水龙头第二通道，所述双通道钻头包括独立的钻头第一通道和钻头第二通道，所述钻头第一通道依次通过钻杆第一通道和水龙头第一通道与高压水管连接，所述钻头第二通道依次通过钻杆第二通道和水龙头第二通道与所述吸水软管连接。
2.如权利要求I所述的煤矿巷道底板钻孔装置，其特征在于，所述双通道钻杆设置为多根，相邻双通道钻杆首尾相连，所述相邻双通道钻杆的连接处为外平式。
3.如权利要求I所述的煤矿巷道底板钻孔装置，其特征在于，所述双通道钻杆包括钻杆内管和钻杆外管，所述钻杆内管位于所述钻杆外管的内部，所述钻杆内管与钻杆外管之间留有第一间隙，所述第一间隙内设有多个第一同心连接台，所述钻杆内管和钻杆外管通过所述第一同心连接台固定；所述第一间隙为钻杆第一通道，所述钻杆内管的内腔为钻杆第二通道。
4.如权利要求3所述的煤矿巷道底板钻孔装置，其特征在于，所述钻杆外管的前端和末端分别设有第一外管连接头和第二外管连接头，所述钻杆内管的前端和末端分别设有第一内管连接头和第二内管连接头；所述第一外管连接头设有第一外螺纹，所述第二外管连接头设有与所述第一外螺纹相匹配的第二内螺纹；所述第一内管连接头设有第一环形内凹槽，所述第二内管连接头设有与所述第一环形内凹槽相匹配的第二环形外凹槽。
5.如权利要求4所述的煤矿巷道底板钻孔装置，其特征在于，所述双通道钻头为刮刀式不取芯双通道钻头，其包括钻头外管、钻头内管和刮刀，所述钻头内管位于钻头外管的内部，所述钻头内管和钻头外管之间留有第二间隙，所述第二间隙内设有多个第二同心连接台，所述钻头外管和钻头内管通过所述第二同心连接台固定；所述第二间隙为钻头第一通道，所述钻头内管的内腔为所述钻头第二通道，所述钻头第一通道的前端被封死； 所述钻头外管的前端固定安装刮刀，所述钻头外管的末端设有与所述第一外螺纹相匹配的第三内螺纹，所述钻头内管的末端设有与所述第一环形内凹槽相匹配的第三环形外凹槽； 所述钻头外管的前端的管壁上设有斜孔，所述斜孔与所述钻头第一通道相通。
6.如权利要求5所述的煤矿巷道底板钻孔装置，其特征在于，在所述双通道钻头的前端圆周上设有均匀分布的三个刮刀，所述斜孔设为三个，分别位于所述三个刮刀之间；每个刮刀分别为具有一往里弯曲的角度的尖头形，所述三个刮刀的尖头部位焊接一起，所述三个刮刀的内侧形成一倒锥形的回流通道，所述回流通道与所述钻头第二通道相通。
7.如权利要求6所述的煤矿巷道底板钻孔装置，其特征在于，所述每个刮刀的侧面分别嵌有金刚石复合片，所述三个刮刀的尖头部位镶嵌有硬质合金块或金刚石复合块。
8.如权利要求4所述的煤矿巷道底板钻孔装置，其特征在干，所述双通道水龙头包括水套、旋转轴和吸水软管连接头； 所述旋转轴包括旋转轴内管和旋转轴外管，所述旋转轴内管位于所述旋转轴外管的内部，所述旋转轴内管和旋转轴外管之间留有第三间隙，所述第三间隙内设有多个第三同心连接台，所述旋转轴内管和旋转轴外管通过所述第三同心连接台固定，所述第三间隙为水龙头第一通道，所述水龙头第一通道的末端被封死，所述旋转轴内管的内腔为所述水龙头第二通道； 所述水套内设第一轴承室和第二轴承室，所述第一轴承室和第二轴承室的内侧分别设有第一水封室和第二水封室，所述旋转轴外管的前端和末端分别通过所述第一轴承和第ニ轴承安装在所述第一轴承室和第二轴承室上，所述旋转轴和水套之间形成的水室通过安装在所述第一水封室、第二水封室内的水封进行密封，所述旋转轴外管的前端且位于所述第一轴承的前方设有环形凸台，所述环形凸台位于所述水套的外部，所述旋转轴外管的末端且位于所述第二轴承的后方连接有螺母，所述环形凸台和螺母共同限制旋转轴的轴向位移； 所述旋转轴的前端与所述钻杆的末端连接，所述旋转轴外管的前端设有与所述第二内螺纹相匹配的第四外螺纹，所述旋转轴内管的前端设有与所述第二环形外凹槽相匹配的第四环形内凹槽； 所述旋转轴外管和水套的管壁上分别开有第一通孔和第二通孔，所述第二通孔通过快速插头与所述高压水管连接； 所述吸水软管连接头的一端与所述水套的末端采用螺纹连接，另一端通过鹅颈管与所述吸水软管连接。
9.如权利要求I所述的煤矿巷道底板钻孔装置，其特征在于，所述排污泵采用气动隔膜泵。
10.一种煤矿巷道底板钻孔方法，其特征在于，包括调节液压立柱的高度使其顶住巷道顶板；开动钻机驱动双通道钻杆旋转推进并钻孔，推进钻孔的同时，打开高压水管的截止阀和排污泵，使得高压水管依次经水龙头第一通道、钻杆第一通道和钻头第一通道向孔内注入冲洗液，同时携带有钻渣的冲洗液在排污泵的作用下依次经吸水软管、钻头第二通道、钻杆第二通道和水龙头第二通道排出孔外；当钻孔到达双通道钻杆极限位置吋，关闭钻机、截止阀和排污泵，接长双通道钻杆后重新开动钻机、截止阀和排污泵进行双通道钻杆的接长钻进直到钻孔完成。
全文摘要
本发明涉及煤矿开采技术领域，公开了一种煤矿巷道底板钻孔装置及方法，该装置包括双通道钻头、双通道钻杆、钻机、液压立柱、排污泵和具有三个连接头的双通道水龙头，钻机驱动双通道钻杆旋转推进和提升；双通道水龙头与双通道钻杆连接的连接头可自由旋转，其另外两个与高压水管和吸水软管连接的连接头不可自由旋转；钻头第一通道依次通过钻杆第一通道和水龙头第一通道与高压水管连接，钻头第二通道依次通过钻杆第二通道和水龙头第二通道与吸水软管连接。本发明在巷道底板锚杆(索)孔钻进过程中实现了连续作业，快速深孔钻进，排渣能力强，且操作简便实用，作业环境对人体和环境无伤害。
文档编号E21B17/042GK102678040SQ20121014717
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者吕华文, 康红普, 张辉 申请人:天地科技股份有限公司