阅读说明：本技术 一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法 (Coal bed mesh gas extraction drilling construction method of water jet drilling machine ) 是由 曹垚林 仇海生 都锋 王宇鹍 梁博 韩晓极 王魁军 王贝 张洪祯 倪兴 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法,包括在煤层内打若干水射流施工钻孔,特点在于：利用一种带有360°方位标识盘水射流钻机,主要转动外钻杆,使水射流喷嘴方向标识位置对准刻度盘的角度对应的水射流施工钻孔的另一个邻近水射流施工钻孔的位置,启动一种水射流钻机,使内钻杆钻进L<Sub>钻</Sub>米距离,形成水射流施工钻孔至邻近水射流施工钻孔方向的另一个水射流钻孔,重复完成所有水射流施工钻孔至所有邻近水射流施工钻孔方向的所有水射流钻孔。可根据需要定向施工网状贯通的瓦斯抽采钻孔,扩大了抽采钻孔的瓦斯抽采范围,增加了卸压面积,特别适应低透气性硬煤层的瓦斯抽采,如无烟煤煤层瓦斯抽采,有效增加本煤层的瓦斯抽放效果。(The invention relates to a coal seam mesh-shaped gas extraction drilling construction method of a water jet drilling machine, which comprises the following steps of drilling a plurality of water jet construction drill holes in a coal seam, and is characterized in that: the water jet drilling machine with the 360-degree azimuth marking disc is used for mainly rotating an outer drill rod to enable the direction marking position of a water jet nozzle to be aligned to the other position, adjacent to the water jet construction drilling hole, of the water jet construction drilling hole corresponding to the angle of the dial scale, and starting the water jet drilling machine to enable an inner drill rod to drill into the L-shaped drill rod Drill The distance is meter, another water jet drilling hole from the water jet construction drilling hole to the direction adjacent to the water jet construction drilling hole is formed, all the water jet construction drilling holes are repeatedly completed until all the water jets in the direction adjacent to the water jet construction drilling holeAnd (6) drilling. The meshed through gas extraction drill holes can be directionally constructed according to needs, the gas extraction range of the extraction drill holes is expanded, the pressure relief area is increased, the method is particularly suitable for gas extraction of low-permeability hard coal seams, such as blind coal seams, and the gas extraction effect of the coal seams is effectively improved.)

一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法

技术领域

本发明涉及水射流钻机及水射流钻孔的施工方法，特别涉及一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法。

背景技术

提高低透气性煤层瓦斯抽放效果一直以来都是煤矿安全领域的一个重要方向和课题，传统的井下水力冲孔、水力造穴、水力疏松由于受淹没射流等的影响，卸压影响范围不大，效果达不到要求，水力压裂由于不能形成有效的压裂，提高煤层透气性，效果也不理想。煤矿井下穿层钻孔超短半径径向回转技术可以在钻所穿过的煤层范围内钻出长度达20-50米的瓦斯流通通道(钻孔)，扩大钻孔的控制范围和卸压面积，提高煤层的透气性系数，有效地增大本煤层的瓦斯抽采效果。

穿层钻孔抽采瓦斯区域性防突措施，由于煤层透气性低等各方面原因，为达到“煤矿瓦斯抽采指标”的要求，有些矿区的钻孔间距已缩小到5×5米的网格，钻孔工程量大。

为有效地解决这一问题，产生采用一种可转弯钻进的水射流钻进方法，利用穿层钻孔，在见煤点转弯钻进，在穿层钻孔间的煤层内进行水射流钻进，在煤层内形成一种网状相互联系的钻孔，来有效地增大煤层的透气性系数，提高瓦斯抽采效果的方法。但目前，缺少相应定向的水射流钻机，煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法无法实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法，克服现有技术缺陷，扩大抽采钻孔的瓦斯抽采范围，增加卸压面积。

为了本发明的实施，参见图1、图5、图6，首先介绍一下一种水射流钻机，包括钻机主体1机械连接钻机内钻杆夹持器2、钻机外钻杆夹持器3，特点在于：钻机外钻杆夹持器3侧设有360°方位标识盘5，每节外钻杆4端头外侧设有水射流喷嘴方向标识6，外钻杆4前端固定有柔性钻杆回转器7，外部高压胶管8经水辫9连接的内钻杆10连接柔性高压胶管11，柔性高压胶管11前端经柔性钻杆回转器7段后连接水射流喷嘴12。

其中：柔性钻杆回转器7内设有数个轴环71。

其中：360°方位标识盘5通过固定孔407固定在钻机外钻杆夹持器3上，360°方位标识盘5由设置在基座401上带有调节角度手柄404的刻度盘405，刻度盘405上部设有半边压盖402，形成调节角度用空腔408，360°方位标识盘5中间设有过钻杆孔406，从基座401外侧设紧固螺杆403构成，360°方位标识盘5的刻度盘405上标有0°-360°刻度，并设有水滴水平仪409。

其中:360°方位标识盘5还可固定在钻机主体1上。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法，包括在煤层内打若干水射流施工钻孔，特点在于：①利用一种水射流钻机，将带有柔性钻杆回转器的外钻杆***煤层的水射流施工钻孔孔底，用钻机外钻杆夹持器将外钻杆固定在钻机主体上，用钻机内钻杆夹持器将内钻杆固定在钻机主体上，使水射流喷嘴至柔性钻杆回转器内，②用固定在钻机外钻杆夹持器上的360°方位标识盘，推拉调节角度手柄，使水滴水平仪处在水平状态，拧紧紧固螺杆固定刻度盘后，转动外钻杆，使水射流喷嘴方向标识位置对准刻度盘的角度对应的水射流施工钻孔的一个邻近水射流施工钻孔的位置，启动一种水射流钻机，使内钻杆钻进L_钻米距离，形成水射流施工钻孔至邻近水射流施工钻孔方向的一个水射流钻孔，撤出内钻杆，使水射流喷嘴至柔性钻杆回转器内，③用固定在钻机外钻杆夹持器上的360°方位标识盘，推拉调节角度手柄，使水滴水平仪处在水平状态，拧紧紧固螺杆固定刻度盘后，转动外钻杆，使水射流喷嘴方向标识位置对准刻度盘的角度对应的水射流施工钻孔的另一个邻近水射流施工钻孔的位置，启动一种水射流钻机，使内钻杆钻进L_钻米距离，形成水射流施工钻孔至邻近水射流施工钻孔方向的另一个水射流钻孔，撤出内钻杆，使水射流喷嘴至柔性钻杆回转器内，重复③施工过程，完成一个水射流施工钻孔至所有邻近水射流施工钻孔方向的水射流钻孔施工，撤出内钻杆，使水射流喷嘴至柔性钻杆回转器内，将内钻杆、外钻杆抽出H米距离，重复②、③施工过程，完成一个水射流施工钻孔至所有邻近水射流施工钻孔方向的所有水射流钻孔。

其中：重复①、②、③施工过程，完成所有水射流施工钻孔至所有邻近水射流施工钻孔方向的所有水射流钻孔。

其中：3L/5≥L_钻≥L/2，50米≥L≥30米，H为每节外钻杆有效长度的整数倍，10米≥H≥4米。

其中：水射流施工钻孔的水射流钻孔的方向、深度位置，根据已经形成的水射流施工钻孔水平角度、倾角、深度计算确定，施工形成要求的网状贯通的瓦斯抽采钻孔。

其中：水射流网状水射流施工钻孔的数量根据需要确定，ψ为相邻水射流钻孔之间角度。

以上一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法派生出的相应方法也在保护范围之内。

本发明的有益效果是：本发明用一种水射流钻机实现了从水射流施工钻孔施工煤层网状瓦斯抽采钻孔，可根据需要定向施工网状贯通的瓦斯抽采钻孔，扩大了抽采钻孔的瓦斯抽采范围，增加了卸压面积，特别适应低透气性硬煤层的瓦斯抽采，如无烟煤煤层瓦斯抽采,有效增加本煤层的瓦斯抽放效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1.一种水射流钻机结构示意图；

图2.本发明第一实施例一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔布置示意图；

图3.图2中的A-A剖面示意图；

图4.本发明第二实施例一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔布置示意图；

图5.360°方位标识盘结构示意图；

图6.图5的A-A剖面结构示意图。

图中：1.钻机主体，2.钻机内钻杆夹持器，3.钻机外钻杆夹持器，4.外钻杆，5.360°方位标识盘，6.水射流喷嘴方向标识，7.柔性钻杆回转器，8.外部高压胶管，9.水辫，10.内钻杆，11.柔性高压胶管，12.水射流喷嘴，21.水射流钻孔，22.水射流施工钻孔，71.轴环，100.煤层,401.基座，402.半边压盖，403.紧固螺杆，404.调节角度手柄，405.刻度盘，406.过钻杆孔，407.固定孔，408.调节角度用空腔，409.水滴水平仪。。

具体实施方式

第一实施例

参见图1、图2、图3、图5、图6，一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法，包括在煤层100内打若干(直径大于150毫米)水射流施工钻孔22，特点在于：①利用一种水射流钻机，将带有柔性钻杆回转器7的外钻杆4***煤层100的水射流施工钻孔22孔底，用钻机外钻杆夹持器3将外钻杆4固定在钻机主体1上，用钻机内钻杆夹持器2将内钻杆10固定在钻机主体1上，使水射流喷嘴12至柔性钻杆回转器7内，②用固定在钻机外钻杆夹持器3上的360°方位标识盘5，推拉调节角度手柄404，使水滴水平仪409处在水平状态，拧紧紧固螺杆403固定刻度盘后，转动外钻杆4，使水射流喷嘴方向标识6位置对准刻度盘405的角度对应的水射流施工钻孔20的一个邻近水射流施工钻孔21的位置，启动一种水射流钻机，使内钻杆10钻进L_钻＝21米，L＝40米距离，形成水射流施工钻孔22至邻近水射流施工钻孔方向的一个水射流钻孔21，撤出内钻杆10，使水射流喷嘴12至柔性钻杆回转器7内，③用固定在钻机外钻杆夹持器3上的360°方位标识盘5，推拉调节角度手柄404，使水滴水平仪409处在水平状态，拧紧紧固螺杆403固定刻度盘后，转动外钻杆4，使水射流喷嘴方向标识6位置对准刻度盘405的角度对应的水射流施工钻孔20的另一个邻近水射流施工钻孔21的位置，启动一种水射流钻机，使内钻杆10钻进L_钻＝21，L＝40米距离，形成水射流施工钻孔22至邻近水射流施工钻孔方向的另一个水射流钻孔21，撤出内钻杆10，使水射流喷嘴12至柔性钻杆回转器7内，重复③施工过程，完成一个水射流施工钻孔22至所有邻近水射流施工钻孔方向的水射流钻孔21施工，撤出内钻杆10，使水射流喷嘴12至柔性钻杆回转器7内，将内钻杆10、外钻杆4抽出H＝4(一般H＝4-10米)米距离，重复②、③施工过程，完成一个水射流施工钻孔22至所有邻近水射流施工钻孔方向的所有水射流钻孔21。

其中：重复①、②、③施工过程，完成所有水射流施工钻孔22至所有邻近水射流施工钻孔方向的所有水射流钻孔21。

其中：3L/5≥L_钻≥L/2，50米≥L≥30米，H为每节外钻杆4有效长度的整数倍，10米≥H≥4米。

其中：水射流网状水射流施工钻孔22的数量根据需要确定，ψ为相邻水射流钻孔之间角度，ψ＝60°。

其中：水射流施工钻孔22的水射流钻孔21的方向、深度位置，根据已经形成的水射流施工钻孔22水平角度、倾角、深度计算确定，施工形成要求的网状贯通的瓦斯抽采钻孔。

第二实施例

参见图1、图4、图5、图6，一种水射流钻机的煤层网状瓦斯抽采钻孔施工方法，包括在煤层100内打若干(直径大于150毫米)水射流施工钻孔22，特点在于：①利用一种水射流钻机，将带有柔性钻杆回转器7的外钻杆4***煤层100的水射流施工钻孔22孔底，用钻机外钻杆夹持器3将外钻杆4固定在钻机主体1上，用钻机内钻杆夹持器2将内钻杆10固定在钻机主体1上，使水射流喷嘴12至柔性钻杆回转器7内，②用固定在钻机外钻杆夹持器3上的360°方位标识盘5，推拉调节角度手柄404，使水滴水平仪409处在水平状态，拧紧紧固螺杆403固定刻度盘后，转动外钻杆4，使水射流喷嘴方向标识6位置对准刻度盘405的角度对应的水射流施工钻孔20的一个邻近水射流施工钻孔21的位置，启动一种水射流钻机，使内钻杆10钻进L_钻＝21米，L₂＝40米，L₁＝30米距离，形成水射流施工钻孔22至邻近水射流施工钻孔方向的一个水射流钻孔21，撤出内钻杆10，使水射流喷嘴12至柔性钻杆回转器7内，③用固定在钻机外钻杆夹持器3上的360°方位标识盘5，推拉调节角度手柄404，使水滴水平仪409处在水平状态，拧紧紧固螺杆403固定刻度盘后，转动外钻杆4，使水射流喷嘴方向标识6位置对准刻度盘405的角度对应的水射流施工钻孔20的另一个邻近水射流施工钻孔21的位置，启动一种水射流钻机，使内钻杆10钻进L_钻＝21米，L₂＝40米，L₁＝30米距离，形成水射流施工钻孔22至邻近水射流施工钻孔方向的另一个水射流钻孔21，撤出内钻杆10，使水射流喷嘴12至柔性钻杆回转器7内，重复③施工过程，完成一个水射流施工钻孔22至所有邻近水射流施工钻孔方向的水射流钻孔21施工，撤出内钻杆10，使水射流喷嘴12至柔性钻杆回转器7内，将内钻杆10、外钻杆4抽出H＝4(一般H＝4-10米)米距离，重复②、③施工过程，完成一个水射流施工钻孔22至所有邻近水射流施工钻孔方向的所有水射流钻孔21。

其中：重复①、②、③施工过程，完成所有水射流施工钻孔22至所有邻近水射流施工钻孔方向的所有水射流钻孔21。

其中：3L₂/5≥L_钻≥L₂/2，50米≥L₂≥30米，3L₁/5≥L_钻≥L₁/2，50米≥L₁≥30米，H为每节外钻杆4有效长度的整数倍，10米≥H≥4米。

其中：水射流网状水射流施工钻孔22的数量根据需要确定，ψ为相邻水射流钻孔之间角度，ψ＝45°。