周大武

（太原理工大學 工程訓練中心，山西 太原 030024）

高瓦斯、強地壓、軟煤層的地質(zhì)條件下，順層鉆孔一直是我國煤礦井下瓦斯抽采的難題[1]。近年來，三角鉆桿作為一種新型的鉆桿運用于煤層的鉆進中，由于三角鉆桿的本體特征及其排渣機理，能夠適應(yīng)高瓦斯、強地壓、軟煤層的地質(zhì)條件，在成孔深度、成孔率方面都呈現(xiàn)出明顯優(yōu)勢[2-3]。

圓角等邊高強度防突鉆桿是在原有三角鉆桿的基礎(chǔ)上，改善了三角鉆桿使用中斷裂問題嚴重及排渣不暢的問題。這種新型的結(jié)構(gòu)簡單并有更強的抗彎扭曲能力的鉆桿，轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易斷裂、使用壽命較長、具有較大環(huán)狀間隙，改善了成孔條件，具有很強的粉碎、撥動、防壓死的作用。

1 圓角等邊高強防突鉆桿的結(jié)構(gòu)特征

1.1 圓角等邊高強防突鉆桿的結(jié)構(gòu)

圖1 圓角等邊高強防突鉆桿結(jié)構(gòu)圖

見圖1。圓角等邊高強防突鉆桿，桿體1外壁截面呈正三角形，其中三個角呈圓角，而且三個圓角在同一圓周上；桿體尾部軸向開有鉆桿連接孔2，前部軸向連接有鉆桿連接座3，鉆桿連接孔內(nèi)開有母錐螺紋4，鉆桿連接座開有公錐螺紋5；桿體中部軸向開有通風通水冷卻管道6,桿體前部及鉆桿連接座內(nèi)軸向開有通風通水冷卻通管道7，鉆桿連接孔可與通風通水冷卻管道Ⅰ及Ⅱ連通。

1.2 圓角等邊高強防突鉆桿的特征

圓角等邊高強防突鉆桿的特征在于：桿體是由45號鋼無縫鋼管經(jīng)調(diào)質(zhì)加工而成，母錐螺紋及公錐螺紋為4（牙/英尺）的三角形螺紋，鉆桿連接座是由42CrMo圓鋼調(diào)質(zhì)加工制成。

2 圓角等邊高強防突鉆桿的技術(shù)特點

圖2 圓角等邊高強防突鉆桿剖視圖

圖1中，取剖面A-A、B-B、C-C的剖視圖，見圖2。B-B剖視圖中通道Ⅰ直徑大于通道Ⅱ的直徑，因此鉆桿連接座與桿體連接處的壁厚均大于桿體中部的壁厚，使其相應(yīng)強度得到明顯改善，具有更強的抗彎曲、抗扭曲的能力，也使成孔過程中鉆桿的轉(zhuǎn)動更加穩(wěn)定，使用時不易斷裂。對比A-A、B-B、C-C三個剖視圖看出：B-B剖視圖中三角形的邊長明顯大于A-A、C-C，桿體中部的外壁正三角形的邊長大于前部及尾部的正三角形的邊長；鉆桿使用過程中其邊棱可攪動孔底鉆渣、將顆粒再次粉碎，為鉆桿排渣爭取更多空間，鉆孔環(huán)狀間隙變大，鉆桿圍繞鉆孔環(huán)狀間隙做周向運動，并在壓力風的作用下使鉆渣處于懸浮、運移狀態(tài)、排渣效果顯著。

3 鉆桿使用中的注意事項

圓角等邊高強防突鉆桿在轉(zhuǎn)動穩(wěn)定及排渣方面雖已呈現(xiàn)出自己的優(yōu)勢，但是仍在成孔過程中承受著較大扭矩，會影響到鉆桿的使用壽命。因此盡管圓角等邊高強防突鉆桿已對桿體、螺紋。連接座進行了改進，但對旋螺紋時的錯螺紋、扭矩過大、速度過快的問題還應(yīng)引起足夠重視。再者，需對鉆桿進行定期維護和更換上扣設(shè)施，使其鉆桿總是處于完好狀態(tài)。

[1]姚克，張幼振，郭涌.全液壓覆帶鉆機在本煤層瓦斯抽采鉆孔施工中的應(yīng)用[J].煤炭安全，2010，41（6）：54-55.

[2]楊明艷.三棱鉆桿在松軟突出煤層中的應(yīng)用[J].煤礦機械，2012，33（5）：218-219.

[3]侯紅，凌標燦，羅維,等.松軟突出煤層中三角型鉆桿成孔技術(shù)研究[J].煤炭科學技術(shù)，2012，40（8）：67-74.