煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置及其使用方法

技术领域

本发明属于煤层瓦斯抽采钻孔技术领域，具体地说是一种煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置及其使用方法。

背景技术

高瓦斯松软煤层瓦斯抽采钻孔不稳定是制约瓦斯高效抽采的难题之一。在具有煤质松软、煤岩破碎、煤层透气性差等特性的高瓦斯松软煤层中，往往会出现瓦斯抽采钻孔钻进深度不达标、成孔不稳定、钻孔易缩径变形乃至塌孔等现象，这些现象极大降低了瓦斯抽采率，严重限制了工程进度，使得瓦斯治理效果不明显，严重影响煤矿的安全生产。

现有技术中常采用全长筛管护孔的方式提高钻孔支撑的稳定性，该种结构包括于筛管前端设置悬挂本体，悬挂本体上设有悬挂翼片，悬挂翼片为两片相对设置且可从悬挂本体向外弹出及缩回。进行钻孔工作时，于开闭式钻头内下入连接好的筛管及悬挂本体，此时悬挂翼片由于套管内壁的限位而处于收缩状态，当下放至钻头部位时，在轴向推力的作用下将钻头中央的三个“花瓣”形顶开，瓦斯抽采筛管通过钻头的内通孔下放到钻孔底部，筛管带动悬挂本体下放到孔底，悬挂翼片便可张开而卡入孔壁内对钻孔进行一定的支撑。该种方式虽然能够一定程度上实现对钻孔的支撑定位，但在实际使用，由于悬挂翼片通常利用扭簧连接于悬挂本体中以实现悬挂翼片的弹出及缩回，使得弹出后悬挂翼片于钻孔内的支撑力有限，容易因钻孔的变形而使得原处于弹出状态的悬挂翼片在扭簧弹性力作用下收缩回悬挂本体内，无法于钻孔内起到有效的支撑作用，造成塌孔现象，影响瓦斯抽采工作。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置及其使用方法，以达到对钻孔进行有效支撑、防止塌孔的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种松软煤层瓦斯抽采用支护装置，包括支架主体及弹性支脚机构，弹性支脚机构包括至少两个铰接于支架主体上的支脚，支架主体上开设有用于容纳支脚的收纳槽，每个支脚上设有用于控制支脚弹出收纳槽支撑钻孔的弹性件以及用于防止弹出后支脚收缩回收纳槽的止回组件。

作为本发明的限定，每个支脚上开设有用于容纳止回组件的止回孔，止回组件包括通过弹簧固定相连的第一连杆、第二连杆。

作为本发明的另一种限定，弹性件为弹簧片，沿周向对称设置的两个支脚之间通过弹簧片相连。

作为本发明的进一步限定，沿支架主体轴向依次间隔设有至少一组弹性支脚机构，每组弹性支脚机构包括多个沿周向对称设置的支脚。

作为本发明的再进一步限定，相邻组弹性支脚机构中支脚于支架主体周向交错设置。

作为本发明的更进一步限定，支架主体的前端部为凸台，后端部为凹槽。

本发明还提供了一种利用上述煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置所实现的煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置的使用方法，其技术方案如下：一种松软煤层瓦斯抽采用支护装置的使用方法，利用松软煤层瓦斯抽采用支护装置配合开闭式钻头来实现，包括以下步骤：支脚收缩于收纳槽内，推动支架主体于开闭式钻头内行进至使支架主体由开闭式钻头下至钻孔内，支脚由收纳槽向外弹出支撑钻孔，止回组件置于收纳槽外部。

作为本发明的限定，支脚收缩于收纳槽内，止回组件收缩于止回孔内，推动支架主体于开闭式钻头内行进至使支架主体由开闭式钻头下至钻孔内，弹簧片带动支脚由收纳槽向外弹出支撑钻孔，止回组件弹出止回孔并置于收纳槽外部。

由于采用了上述的技术方案，本发明的煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置的使用方法与现有技术相比，所取得的有益效果是：

（1）本发明通过于支架主体上设置止回组件，在支脚弹出支撑于钻孔内时，止回组件处于打开状态并置于支脚与支架主体之间，在支脚向收纳槽转动时，受止回组件限制卡置在收纳槽外部，有效防止支撑于钻孔内的支脚收缩回收纳槽，确保支脚于钻孔内的有效支撑，防止钻孔坍塌，保证瓦斯抽采工作的顺利进行。

（2）本发明止回组件的结构，既能保证在支脚收缩于收纳槽时，止回组件也处于收缩状态收纳于支脚内，又能在支脚处于弹出状态支撑钻孔时，止回组件处于打开状态，置于收纳槽外部，保证整体结构使用的可靠性。

（3）本发明通过轴线间隔设置弹性支脚机构，结合相邻弹性支脚机构于周向交错设置的方式，能够提升支脚的支撑效果，有效防止塌孔现象。

本发明适用于煤层瓦斯抽采钻孔中使用，用于支撑钻孔。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

图1为本发明实施例1的支脚收缩于收纳槽时的结构示意图；

图2为本发明实施例1的支脚弹出时的结构示意图；

图3为本发明实施例1的止回组件的结构示意图；

图4为本发明实施例2的止回组件处于收缩位置时的结构示意图；

图5为本发明实施例2的止回组件处于打开位置时的结构示意图。

图中：1、支架主体；2、支脚；3、收纳槽；4、弹簧片；5、止回孔；6、弹簧；7、第一连杆；8、第二连杆；9、开闭式钻头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本发明，并不用于限定本发明。

实施例1 一种煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置

本实施例通过在支脚2上设置止回组件，在支脚2弹出钻孔进行支撑时，能够有效防止支脚2收缩回收纳槽3中，对支脚2的支撑位置进行固定，以对钻孔起到有效的支撑作用。

如图1至图3所示，本实施例包括支架主体1、弹性支脚机构及止回组件。

支架主体1为圆柱体，支架主体1的前端部设有圆台形凸台，支架主体1后端部开设有凹槽，以便于支架主体1的运输及下放。支架主体1沿轴向依次间隔设有至少一组弹性支脚机构，本实施例中沿支架主体1轴向设有两组弹性支脚机构。

弹性支脚机构用于控制支脚2的弹出及收缩。每组弹性支脚机构包括支脚2及弹性件。每组弹性支脚机构设有至少两个沿支架主体1周向对称设置的、铰接于支架主体1上的支脚2，本实施例中每组弹性支脚机构包括四个沿支架主体1周向对称设置的支脚2，且相邻组弹性支脚机构中支脚2于支架主体1周向交错设置。支架主体1上对应每个支脚2均开设有收纳槽3，收纳槽3用于收纳处于收缩状态的支脚2。每个支脚2上设有用于控制支脚2弹出收纳槽3支撑钻孔的弹性件，本实施例中弹性件为弹簧片4，沿支架主体1周向对称设置的两个支脚2之间通过弹簧片4相连。

每个支脚2上皆设有用于容纳止回组件的止回孔5，止回孔5内设有用于防止弹出后支脚2收缩回收纳槽3的止回组件。止回组件包括通过弹簧6固定相连的第一连杆7、第二连杆8，即弹簧6的一端与第一连杆7固定相连，弹簧6的另一端与第二连杆8固定相连，第一连杆7、弹簧6及第二连杆8的轴线与止回孔5同轴。止回组件的收缩位置与支脚2的收缩位置相对应，止回组件的打开位置与支脚2的弹出位置相对应。

本实施例的使用方法见实施例2。

实施例2 一种煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置的使用方法

本实施例利用实施例1中的煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置配合开闭式钻头来实现，包括以下步骤：

如图4所示，将煤层瓦斯抽采钻孔用支护装置放入开闭式钻头9中，在开闭式钻头9内壁限制下，支脚2收缩于支架主体1内的收纳槽3中；并且受收纳槽3的限制，止回组件弹簧6处于收缩状态，使得第一连杆7、弹簧6及第二连杆8受限于支脚2的止回孔5内，即止回组件的收缩位置与支脚2的收缩位置相对应。

推动支架主体1于开闭式钻头9内朝向钻头前端部行进，支架主体1将开闭式钻头9的前端顶开，使支架主体1脱离开闭式钻头9下至钻孔内，如图5所示。在弹簧片4作用下，带动支脚2由收纳槽3向外弹出支撑钻孔，同时止回组件的弹簧6脱离收纳槽3的限制恢复自由状态，使得第一连杆7、弹簧6及第二连杆8的总长度大于止回孔5的轴向长度，第一连杆7与第二连杆8向止回孔5外延伸且置于收纳槽3外部，此时止回组件处于打开位置。在支脚2向收纳槽3收缩时，止回组件将支脚2卡置于收纳槽3外部，支脚2的转动受限，防止支脚2收缩回收纳槽3内。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。