1.一种大直径钻孔协同逐层剥离工艺联合抽采煤层瓦斯的方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:在回采工作面的运输顺槽内施工一大直径钻孔,并在所述大直径钻孔的中心位置沿煤层的倾向方向施工一中心钻孔;
S2:将若干万向传动节相连接,其首端与钻机的夹持装置连接,尾端与驱动杆连接,将螺旋钻杆一端与驱动杆连接,另一端与剥离钻头连接;而后开启钻机使得万向传动节带动驱动杆产生沿自身形心的旋转运动,通过驱动杆上的对接螺纹带动摆动齿轮产生沿自身形心的旋转运动,使得驱动杆产生沿竖直方向上的上下摆动,从而令剥离钻头对中心钻孔周围的煤体进行纵向切削,形成一纵向扇形缝槽;
S3:待竖直方向上的扇形缝槽施工完毕后,随即退出螺旋钻杆与剥离钻头,拆除支撑杆与支撑座的连接;并将摆动齿轮、连接杆、摇杆、驱动杆旋转座水平放置,将固定横杆与支撑座连接;开启钻机使得万向传动节带动驱动杆产生沿自身形心的旋转运动,通过驱动杆上的对接螺纹带动摆动齿轮产生沿自身形心的旋转运动,使得驱动杆产生沿水平方向上的左右摆动,从而令剥离钻头对中心钻孔周围的煤体进行横向切削,形成一横向扇形缝槽;
S4:待水平方向上的扇形缝槽施工完毕后,在大直径钻孔的轴向方向上形成垂直相交的扇形缝槽,而后将瓦斯抽采管材放入到大直径钻孔内,并对大直径钻孔进行封堵,待大直径钻孔的封堵作业完毕后,通过连接管使得大直径钻孔与煤矿井下的瓦斯抽采管道连接,并开始实施瓦斯抽采;
S5:在大直径钻孔的左右两侧,每隔一定距离施工一个补充瓦斯抽采钻孔,使其与垂直相交扇形缝槽的边界相接触,施工完毕后对补充瓦斯抽采钻孔进行封堵。
2.根据权利要求1所述的大直径钻孔协同逐层剥离工艺联合抽采煤层瓦斯的方法,其特征在于:步骤S1具体包括:应用正向分级扩孔或回拉扩孔的方式在回采工作面的运输顺槽内施工一大直径钻孔,钻孔的深度为30m;待大直径钻孔施工完毕后,移走大直径钻孔施工设备,然后采用钻孔施工钻头在钻孔的中心位置沿煤层的倾向方向施工一中心钻孔,且中心钻孔的终孔位置位于距回采工作面回风顺槽边界20m处。
3.根据权利要求1所述的大直径钻孔协同逐层剥离工艺联合抽采煤层瓦斯的方法,其特征在于:步骤S2中,随着对中心钻孔周围煤体切削作业的进行,通过不断添加延长螺旋钻杆使得剥离钻头的切削作业深度逐渐增加,直至剥离钻头的切削作业深度到达中心钻孔的终孔位置,进而形成一扇形缝槽。
4.根据权利要求1所述的大直径钻孔协同逐层剥离工艺联合抽采煤层瓦斯的方法,其特征在于:所述剥离钻头周围均匀分布有剥离钻头截齿,用于实现对中心钻头周围煤体的切削剥离。
5.根据权利要求1所述的大直径钻孔协同逐层剥离工艺联合抽采煤层瓦斯的方法,其特征在于:所述驱动杆在驱动杆旋转座内实现沿自身形心的旋转运动;所述驱动杆旋转座上端面一端与固定横杆2连接,另一端与摆动齿轮的形心旋转连接;所述摆动齿轮的形心上还设置有旋转杆;所述旋转杆的另一端与摇杆的一端连接,所述摇杆的另一端与固定横杆1连接,所述固定横杆1与固定横杆2间连接有连接杆,所述固定横杆1通过支撑杆1和支撑杆2与支撑座连接,所述固定横杆2通过支撑杆3和支撑杆4与支撑座连接;所述驱动杆上套设有对接螺纹,与摆动齿轮啮合。
6.根据权利要求1所述的大直径钻孔协同逐层剥离工艺联合抽采煤层瓦斯的方法,其特征在于:所述万向传动节包括内螺纹端和外螺纹端,所述内螺纹端和外螺纹端通过万向球座铰接,所述内螺纹端和外螺纹端均包括活动圆筒、中心杆、旋转圆盘和固定轴承箱,所述万向球座包括活动块和转向球;所述旋转圆盘与固定轴承箱旋转连接,所述旋转圆盘连接活动圆筒,所述活动圆筒内开设有轴向槽,所述中心杆穿过旋转圆盘和固定轴承箱,所述固定轴承箱连接内螺纹或外螺纹,所述活动块设置在轴向槽内,通过转向球连接内螺纹端和外螺纹端的轴向槽和中心杆,活动块还通过弹簧连接旋转圆盘。