[发明专利]一种冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷系统及方法

权利要求书

1.一种冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷系统，其特征在于，包括钻机、空压机(8)以及高压喷浆泵(7)，所述空压机(8)以及高压喷浆泵(7)均分别通过高压空气管路(5)、喷浆管路(4)与钻机的钻杆(6)内部管路连通，所述钻杆(6)末端连接转动钻头(11)，所述转动钻头四周设有出煤装置用于导出钻头破碎的煤块，所述钻杆(6)内部管路上设有喷浆口。

2.根据权利要求1所述的冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷系统，其特征在于，所述出煤装置为螺旋叶。

3.根据权利要求1所述的冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷系统，其特征在于，还包括支架(9)，所述钻机的动力头液压马达(3)固定于所述支架(9)上。

4.根据权利要求3所述的冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷系统，其特征在于，还包括夹持器(2)，所述夹持器(2)位于远离动力头液压马达(3)的钻杆(6)一侧，并与钻杆(6)、支架(9)连接用于固定及定位钻机。

5.根据权利要求1所述的冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷系统，其特征在于，所述喷浆口位于钻杆(6)内部管路的末端的转动钻头(11)上用于产生旋转喷浆。

6.根据权利要求5所述的冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷系统，其特征在于，当高压空气管路(5)接通，所述旋转喷浆通过喷浆口输送到钻孔煤壁(1)形成均匀固接材料层(10)。

7.一种冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、钻机到达指定位置，连通空压机和高压喷浆泵；接通高压空气管路后，通过二重管钻杆连接的顶部转动钻头顶入煤壁破煤，钻杆转动带动钻杆四周的出煤装置将钻头破碎的煤块导出钻孔；

S2、将钻头推进到目标深度后，转动钻头空转15～30秒，调整到适当气压配合出煤装置将煤渣从钻孔中清除；

S3、接通喷浆管路，开启高压喷浆泵，浆液经钻杆中间的管路从喷浆口喷出，再接通空压机供给高压气体，使得浆液顺利送达钻头处并喷出，在钻孔煤壁上形成固结材料层；钻头反向旋转退出，退出过程中保持匀速，可在卸压孔内壁均匀地喷涂固结材料。

8.根据权利要求7所述的冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷方法，其特征在于，当煤体单轴抗压强度为30～45MPa时，所述浆液采用黄泥浆固结材料，水土重量比为4∶1。

9.根据权利要求7所述的冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷方法，其特征在于，当煤体单轴抗压强度为24～30MPa时，所述浆液采用水泥浆和粉煤灰充填材料，水泥∶粉煤灰∶水的重量比为1∶1∶(1.2～1.5)。

10.根据权利要求7所述的冲击倾向性煤层防冲钻机旋喷方法，其特征在于，当当煤体单轴抗压强度为12～24MPa时；所述浆液采用高水固结充填材料；所述高水固结充填材料包括高水固结材料、粉煤灰以及水，高水固结材料∶粉煤灰∶水的重量比为1∶1∶1.5。