[发明专利]煤矿井下松软突出煤层泡沫增压定向钻进装备与方法

摘要

一种煤矿井下松软突出煤层泡沫增压定向钻进装备与方法。本发明的钻进装备由增压供风系统、射流发泡系统、定向钻进系统和尘气泡沫分离系统组成，以连续泡沫流为冲洗介质，采用增压供风方式和射流发泡原理，产生钻进用高压泡沫；采用定向钻进系统在高压泡沫和钻机复合驱动下进行深孔定向钻进和复合高效排渣；利用尘气泡沫分离系统对钻孔返出的污染后的尘气泡沫流进行净化处理。整体上保护了孔壁稳定，提高了钻进装备的冲洗介质输送能力、钻具冷却效果、钻进能力和钻屑携带清除能力，预防了孔内事故与孔口瓦斯超限事故的发生，满足深孔定向钻进对高压泡沫的需求，为松软突出煤层深孔定向钻进提供了技术与装备保障。

主权项

1.一种煤矿井下松软突出煤层泡沫增压定向钻进装备，由增压供风系统、射流发泡系统、定向钻进系统和尘气泡沫分离系统组成，其特征在于：增压供风系统提供压力空气，所述压力空气包含低压空气和高压空气，所述射流发泡系统连接至增压供风系统并将压力空气与泡沫液混合产生高压泡沫，所述定向钻进系统连接至射流发泡系统以利用高压泡沫进行钻孔施工，所述尘气泡沫分离系统连接至增压供风系统并利用压力空气用于将钻屑、瓦斯气体从孔口返出的污染泡沫中分离，避免粉尘和瓦斯气体逸出；所述增压供风系统由井上空气压缩机、矿用空气压缩机、低压输风管路、中压输风管路、矿用空气增压机、驱动风管、增压风管和高压风管组成，所述井上空气压缩机与低压输风管路连接；所述矿用空气压缩机与中压输风管路连接；所述矿用空气增压机通过驱动风管与低压输风管路连接，并通过增压风管与中压输风管路连接，所述矿用空气增压机通过高压风管向外部输出高压风；所述射流发泡系统包含依次连接的气体监控系统、冲击射流发泡器、液体监控系统、泡沫液泵和泡沫液箱，所述气体监控系统将高压气体引入至冲击射流发泡器，所述气体监控系统至少包含第一流量调节阀和矿用高压气体流量计，所述泡沫液泵连接至泡沫液箱，所述液体监控系统设置于泡沫液泵和冲击射流发泡器之间。