項目背景

　　在煤礦井下鉆孔施工過程中，由于煤礦地質條件不同，部分地段煤體破碎，施工鉆孔期間會出現卡鉆、壓鉆或堵鉆等問題，導致無法按時完成施工。每次遇到卡鉆壓鉆，鉆頭鉆桿無法退出，鉆孔作廢，鉆頭鉆桿損耗嚴重，很多后續工作無法進行，影響工作效率。傳統技術采用三棱鉆桿、組合鉆頭等來施工破碎地段鉆孔，仍會出現無法正常完成施工及會出現卡鉆、壓鉆或堵鉆的情況，效果很不理想。

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　　基本原理

　　1.裝置結構

　　該鉆孔裝置包括鉆頭、第一鉆桿、至少一個中間鉆頭和第二鉆桿。中間鉆頭包括鉆頭固定座、五個切削刀頭和連接套管。

　　2.基本原理

　　當遇到煤體破碎情況時，鉆頭1(組合鉆頭或普通鉆頭)進行鉆進，對于無法第一時間破碎的大塊煤矸石，中間鉆頭3進行二次破碎排渣，且中間鉆頭3不漏水，從而保證可以順利施工鉆孔。當出現卡鉆、壓鉆或堵鉆需要退鉆時，第二鉆桿4往出旋轉的同時，中間鉆頭3可繼續破碎大塊煤矸石，保證鉆桿退出方向正常返水，從而保證可以順利退鉆。鉆頭1和中間鉆頭3同時作業，如再出現排渣慢情況，可以安裝第二個中間鉆頭3。

　　3.現場試驗

　　在煤幫破碎條件下，采用原來裝置井下施工第一個1個卸壓鉆孔時，由于煤炮作用導致鉆孔塌實，造成鉆頭丟失1個、鉆桿10根的損失。

　　從第2個卸壓孔開始通過本實用新型進行鉆進，其中鉆頭1和第一個中間鉆頭3分別相距1.5m、0.5m、0.4m和0.1m，最終退鉆效果明顯;第2個、第3個和第4個鉆孔順利施工完成，區別在于鉆頭1和第一個中間鉆頭3相距1.5m和0.1m時，出現了輕微的卡鉆情況，而相距0.3-0.5m時施工效果最佳且順利完成了退鉆。

　　4.關鍵技術

　　a.鉆頭與第一個中間鉆頭之間的距離為0.3-0.5m最佳;

　　b.中間鉆頭后方設計有退鉆鋸齒;

　　c.中間鉆頭不得有跑水口;

　　d.中間鉆頭前后需帶接頭，便于拆卸。

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　　應用效果

　　該中間鉆頭裝置已在某礦30515回風順槽施工卸壓孔期間實驗成功，取得較好效果，為井下鉆探工作提供基本保障。

　　通過使用中間鉆頭裝置，排渣容易，基本不出現鉆頭壓死情況，可以節約鉆頭、鉆桿。因此，該裝置可以確保煤體破碎地段的正常施工及出現壓鉆、卡鉆或堵鉆情況時能夠正常退鉆。另外，施工鉆孔速度得到明顯提升，施工效率提高，節約了時間成本和人工數量。

　　經估計測算，在煤體破碎地段每施工60m鉆孔，可以節約1個鉆頭，10根鉆桿，相對節約資金約5000元。

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　　推廣應用

　　該鉆頭適用于煤礦井下鉆機施工鉆孔，鉆孔直徑不小于42mm。通過鉆頭和至少一個中間鉆頭，可以實現全覆蓋、無死角破碎孔內大塊煤矸石，也可以實現出現卡鉆、壓鉆或堵鉆時的正常退鉆。