[发明专利]一种矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置及方法

权利要求书

1.一种矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，其特征在于，包括钻杆，所述钻杆用于形成地下矿井的地面钻孔，所述钻杆内部中空，构成了与外界连通的通道，所述通道可通过阀门进行打开和关闭；所述钻杆的外侧套设有膨胀胶囊，所述膨胀胶囊可通过通入气体和排出气体实现膨胀和收缩；所述膨胀胶囊设在靠近钻孔底部的位置，所述膨胀胶囊设有接口与地面的空压机和空气增压泵相连，所述钻杆位于地面的位置设有进风管，所述进风管连接有风机，所述钻杆与孔壁之间设有贯穿所述膨胀胶囊的排气管，所述排气管通往地面，并与电磁泄压阀相连。

2.根据权利要求1所述的矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，其特征在于，所述钻杆上设有用于控制所述钻杆内通道通断的第一阀门。

3.根据权利要求2所述的矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，其特征在于，所述第一阀门上方的钻杆上还设有第二阀门，用于控制所述钻杆内通道的通断，所述进风管设在所述第一阀门和所述第二阀门之间。

4.根据权利要求3所述的矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，其特征在于，所述第二阀门上方的钻杆上还设有第三阀门，用于控制所述钻杆内通道的通断。

5.根据权利要求1所述的矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，其特征在于，所述进风管上还设有营养液泵接口，用于向矿井内输送营养液。

6.根据权利要求1所述的矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，其特征在于，所述电磁泄压阀预设有气压阈值。

7.一种实现矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-6任一所述的矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，所述方法包括以下步骤：

S1：在确定的钻孔位置实施通向井下被困人员空间进行钻探作业；

S2：在距离受困人员巷道顶板3m时，换上带有膨胀胶囊的钻杆，继续钻探，使得矿井与外界相通；

S3：启动空气增压泵向膨胀胶囊充气，使其膨胀，气压不小于矿井水压的1.5倍，关闭第一阀门，保证钻杆内部的通道不泄气，同时向膨胀胶囊内充入空气，使得膨胀胶囊与孔壁紧密贴合，完成钻孔止水和井下空间的空气保压；

S4：关闭第二阀门，从进风管向钻杆内通道通入新鲜空气，开启第一阀门，新鲜空气通过钻杆进入到井下，当气压达到电磁泄压阀阈值时，电磁泄压阀开始排气，低于气压阈值时，电磁泄压阀关闭，这样井下就保持通风状态。

8.根据权利要求7所述的实现矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风的方法，其特征在于，还包括S5：通过营养液泵接口向井下灌输营养液，实现了对井下人员的定时营养补给。

9.根据权利要求8所述的实现矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风的方法，其特征在于，还包括S6：所述第二阀门与第三阀门之间装有细小颗粒状固体食品，保持第一阀门开启，打开第二阀门之后，所述固体食品滑入矿井内，以便给受困人员提供能量补充。