[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

本發明屬于煤炭開采技術領域，具體涉及一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置及方法，該裝置包括多個支護單元，所述支護單元包括設置在鉆孔內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、與上支護板對稱設置的下支護板以及設置在上支護板與下支護板之間的多個復合支撐柱，所述支撐機構包括多個柔性氣囊，多個所述柔性氣囊通過通氣管路連通。該裝置的使用方法包括：連接支撐機構、連接防護機構、向鉆孔中推送、連接風管并通氣、拆除風管五個步驟。本發明通過在上下支護板之間設置柔性氣囊，通過柔性氣囊通氣將上下支撐板撐開，利用復合支撐柱將上下支護板支撐，本發明容易傳遞、支護效果好，便于推廣使用。

技術領域

本發明屬于煤炭開采技術領域，具體涉及一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置及方法。

背景技術

國內大部分地區煤炭開采條件惡劣，開采深度大，煤層中的瓦斯含量高、壓力大、煤層透氣性低，地質構造條件復雜，很容易產生瓦斯事故，減少防止瓦斯事故成為煤礦安全領域一個亟待解決的問題。目前，我國抽采瓦斯最普遍的方法是利用鉆孔對開采工作面煤層瓦斯提前預抽，最常用的瓦斯抽采方式是綜合瓦斯抽放。由于在高瓦斯松軟煤層中煤體較軟，長距離定向鉆孔在成孔后往往易出現塌孔的現象，造成鉆孔堵塞，甚至報廢，嚴重制約井下瓦斯的高效抽采，影響礦井安全生產。為對不同煤層、不同工作面、不同應力環境下的鉆孔塌孔現象進行防治，塌孔防治技術及方法的創新升級顯得極為重要。傳統塌孔防治通常采用的是下篩管方法，由于其與孔壁間預留空間小，遞送難度大，往往很難送至目標位置，且其存在設計強度不夠等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對現有技術中的不足，提供一種松軟煤層易失穩鉆孔防塌孔支護裝置及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案為：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內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、與上支護板對稱設置的下支護板以及設置在上支護板與下支護板之間的多個復合支撐柱，所述上支護板上開設有上凹槽，所述下支護板上設置有下凹槽，所述復合支撐柱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，多個所述柔性氣囊通過通氣管道連通。

上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，所述上支護板和下支護板均為半弧形結構，所述上支護板和下支護板上均開設有多個透氣孔。

上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，所述復合支撐柱包括依次連接的上支撐柱、彈簧支撐柱、轉動件和下支撐柱，所述彈簧支撐柱上套設有第二彈簧，所述第二彈簧的下部且位于彈簧支撐柱的外側設置有套管，所述套管遠離第二彈簧的一端延伸至下支撐柱上。

上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鉸接的上轉動端和與下支撐柱鉸接的下轉動端，所述上轉動端與下轉動端固定連接。

上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，所述下支撐柱的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的內徑，所述第一下支撐柱與轉動件鉸接。

上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，所述上支護板和下支護板的一端設置有連接孔，另一端設置有與連接孔配合的插條，所述插條遠離上支護板和下支護板的一端設置有卡扣，所述連接孔內設置有與卡扣配合的卡槽。

上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，所述卡扣的數量為多個，多個所述卡扣包括三角伸縮頭和用于支撐三角伸縮頭的第一彈簧，所述第一彈簧設置在卡扣凹槽內，所述卡扣凹槽的底部設置有隔板，所述第一彈簧的數量為多個，多個所述第一彈簧的一端與卡扣凹槽底部連接，另一端與三角伸縮頭底部連接。

一種利用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：