[發明專利]一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置及方法

有效

• 申請號: 202010749697.8
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111794688B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 張超;靳高漢;薛俊華;李樹剛;程仁輝;黃曉昇;曽祥真;楊樸超;王星龍
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21B15/00
• 分類號: E21B15/00;E21B41/00
• 代理公司: 西安眾星藍圖知識產權代理有限公司 61234
• 代理人: 張倩

1.一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置，其特征在于，包括多個支護單元，所述支護單元包括設置在鉆孔(9)內的防護機構和用于支撐防護機構的支撐機構，所述防護機構包括上支護板(1-1)、與上支護板(1-1)對稱設置的下支護板(1-2)以及設置在上支護板(1-1)與下支護板(1-2)之間的多個復合支撐柱(8)，所述上支護板(1-1)上開設有上凹槽，所述下支護板(1-2)上設置有與上凹槽對稱的下凹槽，所述復合支撐柱(8)的一端與上凹槽內的鉸支座鉸接，另一端與下凹槽內的鉸支座鉸接；

所述支撐機構包括多個柔性氣囊(6)，多個所述柔性氣囊(6)通過通氣管道(7)連通；

所述復合支撐柱(8)包括依次連接的上支撐柱(8-1)、彈簧支撐柱(8-3)、轉動件和下支撐柱(8-7)，所述彈簧支撐柱(8-3)上套設有第二彈簧(8-2)，所述第二彈簧(8-2)的下部且位于彈簧支撐柱(8-3)的外側設置有套管(8-4)，所述套管(8-4)遠離第二彈簧(8-2)的一端延伸至下支撐柱(8-7)。

2.按照權利要求1所述的一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置，其特征在于，所述上支護板(1-1)和下支護板(1-2)均為半弧形結構，所述上支護板(1-1)和下支護板(1-2)上均開設有多個透氣孔(2)。

3.按照權利要求1所述的一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置，其特征在于，所述轉動件包括與彈簧支撐柱(8-3)鉸接的上轉動端(8-5)和與下支撐柱(8-7)鉸接的下轉動端(8-6)，所述上轉動端(8-5)與下轉動端(8-6)固定連接。

4.按照權利要求3所述的一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置，其特征在于，所述下支撐柱(8-7)包括第一下支撐柱和與第一下支撐柱固定連接的第二下支撐柱，所述第一下支撐柱的直徑小于套管(8-4)的內徑，所述第一下支撐柱與轉動件鉸接。

5.按照權利要求1所述的一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置，其特征在于，所述上支護板(1-1)和下支護板(1-2)的一端設置有連接孔(5)，另一端設置有與連接孔(5)配合的插條(3)，所述插條(3)遠離上支護板(1-1)和下支護板(1-2)的一端設置有卡扣(4)，所述連接孔(5)內設置有與卡扣(4)配合的卡槽。

6.按照權利要求5所述的一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置，其特征在于，所述卡扣(4)的數量為多個，多個所述卡扣(4)包括三角伸縮頭(4-1)和用于支撐三角伸縮頭(4-1)的第一彈簧(4-3)，所述第一彈簧(4-3)設置在卡扣凹槽(4-4)內，所述卡扣凹槽(4-4)的底部設置有隔板(4-2)，所述第一彈簧(4-3)的數量為多個，多個所述第一彈簧(4-3)的一端與卡扣凹槽(4-4)底部連接，另一端與三角伸縮頭(4-1)底部連接。

7.一種利用如權利要求1-6任意一項所述的一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟一、連接支撐機構：將第一個支護單元的通氣管道(7)的一端用堵頭密封，另一端與第二個支護單元的通氣管道(7)一端連接；

步驟二、連接防護機構：第二個支護單元的插條(3)完全送至第一個支護單元的連接孔(5)內，卡扣(4)彈出在卡槽中鎖緊；

步驟三、向鉆孔中推送：將連接好的支護單元向鉆孔(9)內推送，按照步驟一及步驟二的方法分別連接第n個支護單元的支撐機構和防護機構，并不斷向孔中推送，直至該裝置完全伸入到鉆孔(9)的底部，其中n為大于2的正整數；

步驟四、連接風管并通氣：在鉆孔(9)中最外側的通氣管道(7)上分別連接氣閥(12)與壓力表(10)，并將通氣管道(7)與井下風管(11)接通，打開氣閥(12)，直至防護機構被支撐機構撐開且壓力表(10)讀數穩定；

步驟五、拆除風管：關掉氣閥(12)，斷開與通氣管道(7)連接的氣閥(12)、壓力表(10)及井下風管(11)。