一种井下定向长钻孔水力压裂卸压护巷装置及防护方法与流程

本发明涉及煤矿井下防护领域，具体地说是一种井下定向长钻孔水力压裂卸压护巷装置及防护方法。

背景技术：

1、斜井人车是指斜井提升专门运送人员的车辆，传统的斜井人车是通过在地面上铺设轨道，将斜井人车放置到轨道上并通过绞车进行牵引，但是这样的方式往往占用较大的空间，并且其对地形条件有一定的要求，因为轨道的铺设往往对地面的平整度有一定的要求，单轨吊则是一种通过在巷道上空吊挂一条特制的工字钢作为轨道，并利用牵引设备进行牵引，这样做的好处是可以更好地利用巷道截面的空间，同时可用于平巷和斜巷连续的不转载进行运输，其运送载荷不受底板条件的限制，运行的阻力小、效率高、用人少，能够直接进入到工作面，单轨吊斜井人车能够同时拥有上述的优点。

2、随着我国煤矿开采深度逐步增加，瓦斯灾害日益突出，为保证煤矿安全生产，人们越来越重视瓦斯灾害的治理研究。目前瓦斯抽放是瓦斯治理最有效的措施，但由于国内煤层具有低渗透率的特点，瓦斯抽放效果有限，如何提高煤层的渗透率，增大透气性系数，成为目前瓦斯治理工作研究的重点。当前常用的方法主要有深孔松动爆破和煤层高压注水压裂两种，前者虽然能够提高煤层的渗透率，但在应用过程中易产生哑炮而留有安全隐患，煤矿井下水力压裂是一种使低渗煤层增透的技术，其基本原理是借助高墨水通过钻孔以大于煤岩层滤失速率的排量向煤岩体注入，克服最小地应力和煤岩体的抗拉强度，在煤层各种原生弱面内对弱面两壁面产生的劈裂或支撑作用使弱面发生张开、扩展和延伸，从而对煤层形成内部分割，这种分割过程一方面通过原生弱面的张开和扩展，增大了裂隙等弱面的空间体积，增加了煤体孔隙率；另一方面原生孔 i裂隙等弱面的延伸增加了孔裂隙之间的连通，形成相互交织的多裂隙连通网络，增加了瓦斯的运移通道，正是由于这种裂隙连通网络的形成，致使煤层的渗透率大大提高，在负压抽采过程中，使得吸附瓦斯得以快速解吸，从而提高低渗煤层的抽采效果。

3、但是水力压裂技术容易造成煤层的松动，导致煤矿巷道上端结构性松动，容易掉落残渣，使硐室出现安全隐患，现有的防护装置往往只采取横向的支撑方式，这样往往防护的并不够全面，使平硐内部的运输存在很大的安全隐患。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种井下定向长钻孔水力压裂卸压护巷装置，能够对煤矿巷道的顶端进行有效且足够的支撑，使整个防护装置更加安全。

2、本发明提供一种井下定向长钻孔水力压裂卸压护巷装置，包括支撑横梁，支撑横梁的左右两侧的下端设置有液压支撑柱，液压支撑柱的伸缩端固定安装在支撑横梁的下端，液压支撑柱的固定端固定连接有底座，底座的下端固定安装在地面上，支撑横梁的中间沿前后贯通开设有支撑架设槽，支撑架设槽的后端的左侧和前端的右侧均设置一个纵向支撑装置，支撑架设槽的后端的右侧和前端的左侧各设置有一个架设辅助杆。

3、特别的，纵向支撑装置包括滑道杆，滑道杆的一端转动连接在滑道槽中，滑道杆的中间位置沿竖直方向开设有滑道槽，滑道槽中滑动连接有横向支撑杆，滑道槽中还设置有液压推缸，液压推缸的伸缩端固定安装在滑道杆上，液压推缸的固定端固定安装在横向支撑杆上，横向支撑杆中还设置有升起支撑机构，横向支撑杆的中间还开设有支撑滑动槽，支撑滑动槽中滑动连接有连接滑动杆，支撑滑动槽中还设置有连接推动弹簧，连接推动弹簧的两端分别固定安装在连接滑动杆上和支撑滑动槽的末端，架设辅助杆也转动连接在支撑架设槽中，架设辅助杆上开设有于连接滑动杆相对应的接口槽。

4、特别的，升起支撑机构包括升起支撑板、升起支撑连杆、升起支撑滑块、升起支撑滑板和滑动支撑座，升起支撑板设置在横向支撑杆的上端，横向支撑杆上在支撑滑动槽的两个侧面开设有侧面滑槽，侧面滑槽中均匀滑动连接有升起支撑滑块，横向支撑杆在对应侧面滑槽还开设有机构放置槽，侧面滑槽将支撑滑动槽和机构放置槽相通，对应升起支撑滑块设置有升起支撑连杆，升起支撑连杆的中间位置于升起支撑滑块转动连接，两个相邻的升起支撑连杆的端部两两对应铰接，且最远离支撑横梁的升起支撑滑块与连接滑动杆固定连接，最靠近支撑横梁的升起支撑滑块与横向支撑杆固定连接，滑动支撑座与机构放置槽远离连接滑动杆的一端滑动连接，滑动支撑座中沿竖直方向滑动连接有升起支撑滑板，升起支撑滑板的上端与升起支撑板固定连接，升起支撑滑板与升起支撑连杆的上端铰接处转动连接。

5、特别的，位于后端左侧的升起支撑板中设置有接渣装置，接渣装置包括接渣网、接渣转轴和拉紧机构，升起支撑板开设有接渣收放槽，接渣收放槽的两个侧面竖直端转动连接有接渣转轴，接渣转轴上卷收有接渣网 ，拉紧机构包括拉紧杆，拉紧杆固定安装在接渣收放槽中，拉紧杆中开设有收网拉紧槽，收网拉紧槽滑动连接有拉紧块，拉紧杆的末端对应收网拉紧槽开设有出口，收网拉紧槽中设置有拉紧弹簧，拉紧弹簧的两端分别与拉紧块和收网拉紧槽开设有出口的一端固定连接，接渣转轴上同轴固定连接有收紧转轮，拉紧块上固定连接有拉紧绳，拉紧绳从拉紧杆上的出口穿出并固定连接在收紧转轮上，接渣网的最右端设置有挂接装置，位于支撑横梁的前端右侧的升起支撑板中设置有固定装置。

6、特别的，挂接装置包括挂接管和挂接机构，挂接管固定安装在接渣网的最右端，挂接管中均匀设置有多个挂接机构，挂接机构包括挂接头、挂接拉绳、挂接滑块和挂接挡板，挂接管中开设有挂接槽，每个挂接机构包括两个挂接挡板，挂接挡板固定安装在挂接槽中，将两个挂接挡板看为整体，在其两侧的挂接槽中各滑动连接有一个挂接滑块，挂接槽在挂接滑块和挂接挡板之间的位置设置有挂接弹簧，挂接弹簧的两端分别与挂接挡板和挂接滑块固定连接，挂接滑块上还固定连接有挂接拉绳，挂接拉绳滑动穿过挂接挡板，且一个挂接机构中的两个挂接拉绳共同挂接一个挂接头，挂接头通过螺栓与固定装置相连接。

7、特别的，固定装置包括固定板和压力传感器，在设置固定装置的升起支撑板中开设有固定设置槽，固定设置槽中沿竖直方向滑动连接有固定板，固定板与挂接头之间通过螺栓连接，固定板的下端固定连接有压力传感器，压力传感器的下端固定连接在升起支撑板中。

8、特别的，升起支撑板上均匀设置有多个支撑辅助装置，支撑辅助装置包括辅助支撑板，辅助支撑板的下端的左右两侧各铰接有一个辅助支撑杆，升起支撑板的左右两侧还对应辅助支撑板还滑动连接有展开支撑板，辅助支撑板和展开支撑板之间设置有辅助支撑杆，辅助支撑杆的两端分别与辅助支撑板和展开支撑板铰接，展开支撑板为两段板结构，且两段相互铰接，两段板的对应处共同开设有弹簧放置圆槽，弹簧放置圆槽中放置有释压弹簧，释压弹簧的两端分别固定安装在展开支撑板的两端板上，两个展开支撑板之间设置有拉动弹簧，拉动弹簧的两端分别固定安装在两个展开支撑板上。

9、本发明还提供一种相适配的井下定向长钻孔水力压裂卸压护巷装置的防护方法，包括以下步骤：

10、s1：通过液压支撑柱将支撑横梁顶压在煤矿巷道的上端，将护巷装置沿煤矿巷道均匀布设有多个；

11、s2：位于前侧的支撑横梁的左右侧的纵向支撑结构与位于后侧的支撑横梁的左前侧的架设辅助杆相连接；

12、s3：位于后方的支撑横梁的左前端的纵向支撑机构与位于前方的支撑横梁的右后端的架设辅助杆相连接。

13、本发明的有益效果：

14、（1）在本发明通过将护巷装置沿煤矿巷道均匀布设有多个，在两个相邻的护巷装置的架设过程中，位于前侧的支撑横梁的左右侧的纵向支撑结构与位于后侧的支撑横梁的左前侧的架设辅助杆相连接，位于后方的支撑横梁的左前端的纵向支撑机构与位于前方的支撑横梁的右后端的架设辅助杆相连接，这样便可以在纵向上对巷道的顶部进行防护，从而使煤矿巷道的顶端得到进一步的支撑，使硐室更加安全。

15、（2）在本发明通过拉动接渣网并通过挂接装置固定安装在固定装置上，使接渣网得以展开，进而防止矿渣的脱落造成相关工作人员受伤。

16、（3）本发明通过辅助支撑板会首先与巷道的顶端相接触，在升起支撑板继续向上运动的过程中，辅助支撑板便会通过辅助支撑杆带动展开支撑板向左右方向移动，同时拉动弹簧会被拉长，直到升起支撑板与煤矿巷道的上端相接触，而展开支撑板为两段板状可以有效的抵触升起支撑板周围的矿渣，因为在升起支撑板与煤矿巷道的上端相接触的过程中，在该处矿渣会受到较大的力，为了防止出现矿渣因为粉碎而掉落，造成升起支撑板周围的矿渣缓慢掉落造成蚀洞的产生，而展开支撑板的边缘处是可以弹性转动的，可以防止矿渣的掉落同时又不会对煤矿巷道的顶端产生较大的压力。