[发明专利]一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置及方法

说明书

本发明属于煤炭开采技术领域，具体涉及一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置及方法，该装置包括多个支护单元，所述支护单元包括设置在钻孔内防护机构和用于支撑防护机构的支撑机构，所述防护机构包括上支护板、与上支护板对称设置的下支护板以及设置在上支护板与下支护板之间的多个复合支撑柱，所述支撑机构包括多个柔性气囊，多个所述柔性气囊通过通气管路连通。该装置的使用方法包括：连接支撑机构、连接防护机构、向钻孔中推送、连接风管并通气、拆除风管五个步骤。本发明通过在上下支护板之间设置柔性气囊，通过柔性气囊通气将上下支撑板撑开，利用复合支撑柱将上下支护板支撑，本发明容易传递、支护效果好，便于推广使用。

技术领域

本发明属于煤炭开采技术领域，具体涉及一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置及方法。

背景技术

国内大部分地区煤炭开采条件恶劣，开采深度大，煤层中的瓦斯含量高、压力大、煤层透气性低，地质构造条件复杂，很容易产生瓦斯事故，减少防止瓦斯事故成为煤矿安全领域一个亟待解决的问题。目前，我国抽采瓦斯最普遍的方法是利用钻孔对开采工作面煤层瓦斯提前预抽，最常用的瓦斯抽采方式是综合瓦斯抽放。由于在高瓦斯松软煤层中煤体较软，长距离定向钻孔在成孔后往往易出现塌孔的现象，造成钻孔堵塞，甚至报废，严重制约井下瓦斯的高效抽采，影响矿井安全生产。为对不同煤层、不同工作面、不同应力环境下的钻孔塌孔现象进行防治，塌孔防治技术及方法的创新升级显得极为重要。传统塌孔防治通常采用的是下筛管方法，由于其与孔壁间预留空间小，递送难度大，往往很难送至目标位置，且其存在设计强度不够等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术中的不足，提供一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置，其特征在于，包括多个支护单元，所述支护单元包括设置在钻孔内防护机构和用于支撑防护机构的支撑机构，所述防护机构包括上支护板、与上支护板对称设置的下支护板以及设置在上支护板与下支护板之间的多个复合支撑柱，所述上支护板上开设有上凹槽，所述下支护板上设置有下凹槽，所述复合支撑柱的一端与上凹槽内的铰支座铰接，另一端与下凹槽内的铰支座铰接；

所述支撑机构包括多个柔性气囊，多个所述柔性气囊通过通气管道连通。

上述的一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置，其特征在于，所述上支护板和下支护板均为半弧形结构，所述上支护板和下支护板上均开设有多个透气孔。

上述的一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置，其特征在于，所述复合支撑柱包括依次连接的上支撑柱、弹簧支撑柱、转动件和下支撑柱，所述弹簧支撑柱上套设有第二弹簧，所述第二弹簧的下部且位于弹簧支撑柱的外侧设置有套管，所述套管远离第二弹簧的一端延伸至下支撑柱上。

上述的一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置，其特征在于，所述转动件包括与弹簧支撑柱铰接的上转动端和与下支撑柱铰接的下转动端，所述上转动端与下转动端固定连接。

上述的一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置，其特征在于，所述下支撑柱的包括第一下支撑柱和与第一下支撑柱固定连接的第二下支撑柱，所述第一下支撑柱的直径小于套管的内径，所述第一下支撑柱与转动件铰接。

上述的一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置，其特征在于，所述上支护板和下支护板的一端设置有连接孔，另一端设置有与连接孔配合的插条，所述插条远离上支护板和下支护板的一端设置有卡扣，所述连接孔内设置有与卡扣配合的卡槽。

上述的一种松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置，其特征在于，所述卡扣的数量为多个，多个所述卡扣包括三角伸缩头和用于支撑三角伸缩头的第一弹簧，所述第一弹簧设置在卡扣凹槽内，所述卡扣凹槽的底部设置有隔板，所述第一弹簧的数量为多个，多个所述第一弹簧的一端与卡扣凹槽底部连接，另一端与三角伸缩头底部连接。

一种利用松软煤层易失稳钻孔防塌孔支护装置的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：