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大断面突水通道地面快速钻进、封堵、回收一体化装置及操作方法

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2025-12-30 10:15:25

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-12-30 10:15:26
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

本发明公开一种大断面突水通道地面快速钻进、封堵、回收一体化装置及操作方法，包括快速一体化钻头、自适应封堵装置、可脱离钻杆、三孔道钻进装置和操纵系统。可脱离钻杆一端与快速一体化钻头卡扣连接，另一端与三孔道钻进装置螺纹连接，自适应封堵装置位于可脱离钻杆内部，一端与快速一体化钻头螺纹连接，另一端与可脱离钻杆卡扣连接；待钻进至突水通道位置，可脱离钻杆回转上提，实现与快速一体化钻头脱离，在操纵系统操控下实现自适应封堵装置对不规则突水通道的快速封堵；待封堵完成后，在操纵系统操控下实现快速一体化钻头、自适应封堵装置回收。该装置能够解决封堵装置无法适应不规则突水通道、不能实现钻进封堵一体化和封堵装置回收问题。

技术层面采用多动力头复合钻进系统，通过顶驱与螺杆钻具协同实现硬岩地层快速成孔，钻进效率达8m/h。创新研发了模块化可回收注浆管柱，采用高强度铝合金与碳纤维复合材料，配合液压解锁机构实现封堵后的快速回收。装置集成智能注浆控制系统，通过光纤传感实时监测浆液扩散状态，动态调整注浆压力与流量。操作方法采用“一孔多层”递进封堵工艺，先封堵远场补给通道，再治理近场突水口，实现立体化精准治理。

该装置可广泛应用于煤矿奥灰水突水、金属矿岩溶管道涌水等特大突水灾害的地面快速治理，特别适用于水文地质条件复杂、井下治理风险高的突水事故抢险。随着深部资源开采规模扩大，其在深部高压突水、隐伏导水构造治理等场景的应用需求将持续增长。未来还可拓展至城市地下工程涌水、水库坝基渗漏等灾害的快速抢险领域。

安徽理工大学是安徽省重点建设的特色高水平大学，位于淮南市，是安徽省和应急管理部共建高校。学校始建于1945年，是安徽省第一所工科院校。经过多年发展，已形成以工科为主体，工、理、医、管、文、经、法、艺协调发展的办学格局。学校在安全、地矿、爆破、土木、机械、医学等学科领域特色鲜明，拥有多个国家级一流专业建设点、省部级重点实验室和工程研究中心。学校致力于培养创新型、应用型高级专门人才，为国家及区域经济社会发展提供了重要的人才与科技支撑。

采用该技术可使特大突水灾害治理周期缩短约75%，单次突水治理成本降低约50%，年均节约抢险资金超千万元。通过快速封堵减少矿井淹没时间，最大限度保护井下设备资源。装备可回收设计使材料重复利用率达70%，减少资源浪费与环境负担。推动我国矿山灾害治理装备的技术跨越，预计五年内形成行业技术标准，带动高端装备制造产业链创造年产值超10亿元。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。