本发明涉及煤矿开采，具体而言，涉及一种巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置及方法。
背景技术：
1、煤矿巷道开采过程中的保护煤柱，作为重要的安全屏障，位于采空区与巷道之间，承担着支撑巷道、隔离压力传递及缓解采动应力影响的关键角色。保护煤柱的稳固性直接关系到巷道的安全使用寿命，因此，维护其完整性对保障煤矿安全生产至关重要。
2、在工作面推进过程中，保护煤柱遭受的回采扰动是引发煤柱破裂的主要因素。随着采动应力的持续作用，煤柱内部和表面出现裂隙，这些裂隙的产生与扩展常伴随应力的变化。受回采应力扰动影响，这些裂隙会不断循环扩展，从而削弱煤柱的支撑能力，导致巷道变形，甚至引发巷道坍塌、设备损坏和人员伤亡，严重影响矿井的安全生产。
3、为应对煤柱裂隙扩展问题，传统注浆加固方法被广泛应用于裂隙修复。常见的注浆技术包括一次性全孔注浆与局部注浆，均通过将浆液注入煤柱裂隙中来增强其强度。然而，这些方法存在明显不足：由于采动应力的长期作用，煤柱裂隙可能会多次扩展，而传统注浆方法通常只进行一次注浆，无法在裂隙扩展后进行再修复，导致效果有限；降低了钻孔成本，提高了注浆效率，维护矿井安全生产的进行。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的现有煤矿井下注浆装置，大多数能实现的是单次注浆，再次注浆需要重新进行钻孔打眼，而单孔单次注浆利用效率低的问题，本发明提供了一种巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置及方法。
2、为实现上述技术方案，本发明提供了一种巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置，包括n段通过法兰盘连接的注浆段、n根注浆管、2n-1个膨胀胶囊以及外壳，注浆管设于外壳内部，膨胀胶囊设于外壳表面并通过外壳上的孔洞与注浆管连接，外壳的内壁面上设有与注浆管连接的单向阀和爆破阀；每段注浆段包括外壳、注浆管、2个膨胀胶囊、设于2个膨胀胶囊之间的若干花眼、1个爆破阀以及2个与膨胀胶囊匹配的2个单向阀；第n根注浆管能够控制第2n-1和第2n-2个膨胀胶囊；第n段注浆管用于第n段注浆段的注浆操作。
3、进一步地，注浆管通过三通管连接单向阀和膨胀胶囊，各段注浆段之间设置的爆破阀与延伸后的注浆管相连接。
4、进一步地，第n注浆管与第2n-1、2n-2膨胀胶囊树形连接。
5、进一步地，法兰盘上设于与注浆管的大小相匹配的圆孔；法兰盘的圆孔位置由连接管和快速接头连接注浆管；圆孔周围设置环形凹槽，环形凹槽内部设有橡胶圈；两个法兰盘通过固定螺丝连接。
6、进一步地，膨胀胶囊通过串联方式连接到与之相匹配的爆破阀。
7、进一步地，外壳为呈圆筒形。
8、进一步地，一种巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆方法，它用于巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置，包括步骤：
9、s1，通过矿井下钻孔设备进行对所要注浆的煤柱进行钻孔，保证钻孔直径>89mm；
10、s2，下放n段注浆段，并保证第n段注浆段末尾在钻孔底部，其末端对圆形钢管封闭，且不安装法兰盘(13)；
11、s3，通过法兰盘(13)上的圆孔将注浆管与连接管(11)连接，并将橡胶圈(9)放入圆孔周围的环形凹槽中，然后通过固定螺丝(8)连接两个法兰盘(13)；
12、s4，将所有注浆段连接完成后，将第一段注浆段上的法兰盘(13)与外壳紧密贴合，并对注浆钻孔密封，以防止注浆液泄露；
13、s5，注浆，在注浆初期首先通过第一段注浆管注入膨胀液，流入膨胀胶囊(4)胀开后对第一注浆段和第二注浆段起到隔离作用，当压力达到1.5mpa后，爆破阀(7)撑开，开始由注浆管注入注浆液，从爆破口流出的注浆液随环形花眼(5)渗入裂隙煤柱，由于膨胀胶囊(4)与单向阀(6)是串联连接，单向阀(6)作用只有单向流入，在注入注浆液时，
14、膨胀液不会反流到注浆管内，膨胀胶囊(4)所承受的压力远远大于注浆压力；
15、s6，当煤柱裂隙进一步发展为二次裂隙三次、……、n次裂隙时，依次启用第一注浆管(2)、第二注浆管(1)、……、第n注浆管，在相应的注浆段内依据s6的方法继续注浆。
16、综上所述，本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
17、本发明提供了一种多级多次复用套管注浆装置，通过多级套管设计，实现了不同深度的精准注浆，提高了注浆效率。三次复用注浆策略有效封堵了煤柱内部裂隙，增强了煤壁的整体稳定性。相比传统注浆方法，本发明减少了重复钻孔的需要，降低了施工成本。
1.一种巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置，其特征在于，包括n段通过法兰盘(13)连接的注浆段、n根注浆管、2n-1个膨胀胶囊(4)以及外壳(14)，所述注浆管设于所述外壳(14)内部，所述膨胀胶囊(4)设于所述外壳(14)表面并通过所述外壳(14)上的孔洞与所述注浆管连接，所述外壳(14)的内壁面上设有与所述注浆管连接的单向阀(6)和爆破阀(7)；每段所述注浆段包括外壳(14)、注浆管、2个膨胀胶囊(4)、设于2个所述膨胀胶囊(4)之间的若干花眼(5)、1个爆破阀(7)以及2个与所述膨胀胶囊(4)匹配的2个单向阀(6)；第n根所述注浆管能够控制第2n-1和第2n-2个所述膨胀胶囊(4)；第n段所述注浆管用于第n段注浆段的注浆操作。
2.根据权利要求1所述的巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置，其特征在于，所述注浆管通过三通管(12)连接所述单向阀(6)和所述膨胀胶囊(4)，各段所述注浆段之间设置的所述爆破阀(7)与延伸后的注浆管相连接。
3.根据权利要求1所述的巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置，其特征在于，第n注浆管与第2n-1、2n-2膨胀胶囊(4)树形连接。
4.根据权利要求1所述的巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置，其特征在于，所述法兰盘(13)上设于与所述注浆管的大小相匹配的圆孔；所述法兰盘(13)的圆孔位置由连接管(11)和快速接头(10)连接所述注浆管；所述圆孔周围设置环形凹槽，所述环形凹槽内部设有橡胶圈(9)；两个所述法兰盘(13)通过固定螺丝(8)连接。
5.根据权利要求1所述的巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置，其特征在于，所述膨胀胶囊(4)通过串联方式连接到与之相匹配的所述爆破阀(7)。
6.根据权利要求1所述的巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置，其特征在于，所述外壳(14)为呈圆筒形。
7.一种巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆方法，它用于权利要求1～6中任意一项所述的巷道保护煤柱多次多级复用套管注浆装置，其特征在于，包括步骤：