[发明专利]一种煤矿巷道底板小直径锚索反循环钻机及施工方法

说明书

本发明涉及一种煤矿巷道底板小直径锚索反循环钻机，包括机架、推进机构、气动马达、反循环系统及控制系统，机架包括架体、承载底座、支撑腿及升降杆，推进机构包括导向轨、承载台及驱动汽缸，反循环系统包括射流器、连接管、空心钻杆、空心钻头、滤网、沉淀池；其施工方法包括机架定位和钻孔施工两个步骤。本发明一方面可有效满足在巷道狭小空间内进行钻孔作业的需要，并可有效的实现在钻孔作业过程中高效的将钻孔内碎屑排出，提高钻探作业效率和稳定，降低钻头钻杆磨损和堵转现象发生，另一方面在运行过程中，可有效的提高资源回收利用率，在降低水资源损耗的同时，另有效的达到改善施工现场作业环境的目的。

技术领域

本发明涉及一种煤矿巷道底板小直径锚索反循环钻机及施工方法，属钻探技术领域。

背景技术

在采矿工程中，随着巷道埋藏深度的增加，高应力巷道所表现出来的大变形和失稳随之增多，造成许多工程掘进和维护费用成倍增加，不但给工人工作环境造成了安全隐患，而且极大地阻碍了矿井的正常生产。一般来讲，高应力软弱围岩巷道的变形会引起底板鼓起的现象。底鼓对巷道的影响极大，不仅缩小巷道断面，而且破坏底板基础和轨道，极大地影响了巷道的运输、通风和行人要求。对于底鼓的治理，一般可以向底板进行打锚杆、锚索和注浆等措施。但这些措施的实施都需要对底板岩体进行钻孔，钻孔质量的好坏直接影响锚杆和锚索安装的质量和注浆效果。目前，对于底板钻孔的施工大多采用风锚头接麻花钻杆或采用潜孔锤，但是采用风锚头接麻花钻杆钻进时，随着钻孔深度的加深，钻孔内的岩粉或煤粉就会随之增多，加之底板裂缝水的存在，从而出现严重的卡钻现象，钻孔深度只能打到2m左右，不能满足底板锚杆、锚索安装要求。而采用潜孔锤施工时，由于潜孔锤的钻孔直径最小是76mm，不能满足锚杆、锚索及底板高压注浆要求。目前，底板钻孔的施工是一个行业性难题，因此发明一种反循环底板锚索钻机可以有效地解决卡钻问题。本发明的出现可以使底板钻孔顺利地进行。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种煤矿巷道底板小直径锚索反循环钻机及施工方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种煤矿巷道底板小直径锚索反循环钻机，包括机架、推进机构、气动马达、反循环系统及控制系统，机架包括架体、承载底座、支撑腿及升降杆，其中架体为柱状结构，架体下端面与承载底座下上表面相互铰接，架体顶部设至少一个升降杆，升降杆嵌于架体内，并与架体轴线平行分布，升降杆前端面超出架体上顶部至少1厘米，承载底座下表面均布至少三个支撑腿，且支撑腿轴线与承载底座相互垂直分布，推进机构包括导向轨、承载台及驱动汽缸，其中导向轨和驱动汽缸均安装在架体侧表面，并与架体轴线平行分布，驱动汽缸与承载台侧表面相互连接，承载台安装在导向轨上并与导向轨滑动连接，气动马达安装在承载台上，并与反循环系统相互连接，其中反循环系统包括射流器、连接管、空心钻杆、空心钻头、滤网、沉淀池，空心钻杆前端与空心钻头连接并嵌于钻孔内，空心钻杆末端与气动马达相互连接，空心钻杆末端和钻孔均与连接管相互连通，其中空心钻杆通过连接管与射流器相互连通，射流器与沉淀池相互连通，钻孔通过连接管与沉淀池相互连通，滤网至少一个并安装在沉淀池内，沉淀池和射流器均安装在承载底座上，控制系统安装在承载底座上并分别与升降杆、气动马达、驱动汽缸相互电气连接。

进一步的，所述的架体和承载底座均为框架结构，其中所述的架体环绕铰接轴可进行0°—180°旋转。

进一步的，所述的升降杆为液压缸、气压缸、齿轮齿条结构及丝杠结构中的任意一种。

进一步的，所述的支撑腿与承载底座间通过弹性机构相互连接。

进一步的，所述的弹性机构为弹簧、弹性伸缩杆及弹性橡胶垫块中的任意一种。

进一步的，所述的空心钻杆与架体间通过辅助定位杆相互连接，所述的辅助定位杆末端与架体侧表面铰接，前端设定位轴套，并通过定位轴套与空心钻杆相互连接，