一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，它包括：钻孔盘、钻杆通孔、气缝、集尘罩、转向管、减振装置、喷头、水箱、防喷气囊、防喷弱面、防喷管、瓦斯抽放口、出渣口、传输管、高压水泵、文丘里管、排渣口、碱性表面活性剂溶液、软管。本装置结构简单、除尘效果好，通过装置中的防喷弱面和防喷气囊，能够防止钻孔喷孔伤人；通过水浴除尘将喷出气体与粉尘分离，利于二氧化碳去除或瓦斯排放；另一方面，设置了钻孔集尘罩和环形气缝可进行粉尘的二次收集，大大地提高了粉尘的收集效率。

主设计要求

1.一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，其特征在于，包括：钻孔盘、钻杆通孔、气缝、集尘罩、转向管、减振装置、喷头、水箱、防喷气囊、防喷弱面、防喷管、传输管、高压水泵、文丘里管、排渣口、软管；所述钻孔盘有一穿过钻杆的钻杆通孔；所述钻杆通孔与集尘罩同心；所述钻孔盘一侧与集尘罩连接，所述集尘罩另一侧连接转向管，所述钻孔盘靠集尘罩一侧，在集尘罩周围设有气缝；所述钻孔盘下方依次设置有文丘里管及排渣口；所述文丘里管中部设有喷头；所述钻孔盘连接钻机一侧设有减振装置，减振装置下方设有防喷弱面，所述防喷弱面通过防喷管与防喷气囊连接；所述防喷气囊通过软管与水箱连接；所述水箱底部通过传输管与高压水泵连接，所述高压水泵通过传输管与文丘里管中的喷头连接。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，其特征在于：所述转向管一端固定在钻孔工作面上，另一端与集尘罩连接，通过所述转向管，钻头的钻孔角度在±45度之间调节。

3.如权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，其特征在于：所述气缝环形分布于集尘罩周围；所述喷头工作时在钻孔盘内形成负压，通过气缝吸入集尘罩外存在的粉尘。

4.如权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，其特征在于：所述减振装置，包括：连接钻杆和单向挡板，所述连接钻杆由六组减振弹簧组成；单向挡板位于减振装置的靠近钻孔盘一侧。

5.如权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，其特征在于：所述防喷弱面被击穿后，喷出物质立即将防喷气囊打开，对喷出物质进行快速收纳。

6.如权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，其特征在于：所述水箱内部储存有碱性表面活性剂溶液，所述水箱上部设有瓦斯排放口，底部设有出渣口。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿井下钻孔技术领域，尤其涉及一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置。

背景技术

在煤矿井下钻孔施工过程中，由于空间狭小，并且受限严重，短时间内会产生大量的粉尘，给矿井安全生产及人员健康带来了极大的隐患。钻孔钻进过程中产生的煤尘既能在完全没有瓦斯存在的情况下单独发生爆炸，也能使小规模的瓦斯爆炸转化为瓦斯与煤尘的混合爆炸，引起连续爆炸；同时，煤尘也给矿工的身体健康造成严重危害，国内外因尘肺病引起的矿工致残和死亡人数十分惊人；另外，粉尘浓度过大会影响视觉，造成施工人员操作失误。为此，煤矿钻孔防尘一直是一个十分重要的技术领域。煤矿钻孔的特殊之处还在于，如果施工的煤层中二氧化碳或瓦斯含量较大，压力较高，极有可能造成喷孔，若不采用相应措施，可能造成窒息事故或瓦斯超限。

目前，现有钻孔施工除尘装置，由于除尘效果和操作工艺等方面原因，并未能广泛地应用到施工现场。现场所采取的除尘措施主要有孔口喷水降尘、全断面滤网喷雾降尘等，存在除尘效果不理想等问题。现有的煤矿钻孔除尘装置，尚未能同时拥有防止二氧化碳喷出和防止瓦斯喷出的功能。因此，解决煤矿打钻引起的粉尘超限、二氧化碳或瓦斯喷出问题，是一项具有极大现实意义的课题。

发明内容

针对现有煤矿井下钻孔施工过程中产生的煤尘污染问题及潜在的二氧化碳或瓦斯喷出隐患，克服以上现有技术的缺陷，本实用新型提供一种结构简单、效果好、成本低、实用的井下钻孔防喷除尘装置，来解决其技术问题。

本实用新型的技术方案为：一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，包括：钻孔盘、钻杆通孔、气缝、集尘罩、转向管、减振装置、喷头、水箱、防喷气囊、防喷弱面、防喷管、传输管、高压水泵、文丘里管、排渣口、软管；所述钻孔盘有一穿过钻杆的钻杆通孔；所述钻杆通孔与集尘罩同心；所述钻孔盘一侧与集尘罩连接，所述集尘罩另一侧连接转向管，所述钻孔盘靠集尘罩一侧，在集尘罩周围环型布置有气缝；所述钻孔盘下方依次设置有文丘里管及排渣口；所述文丘里管中部设有喷头；所述钻孔盘连接钻机一侧设有减振装置，减振装置下方设有防喷弱面，所述防喷弱面通过防喷管与防喷气囊连接；所述防喷气囊通过所述软管与水箱连接；所述水箱底部通过传输管与高压水泵连接，所述高压水泵通过所述传输管与所述文丘里管中的喷头连接。

其中，所述转向管一端固定在钻孔工作面上，另一端与集尘罩连接，通过所述转向管，钻头的钻孔角度在±45度之间调节。

其中，所述气缝环形分布于集尘罩周围；所述喷头工作时会在所述钻孔盘内形成负压，进而通过所述气缝吸入集尘罩外存在的粉尘。

其中，所述减振装置，包括：连接钻杆和单向挡板，所述连接钻杆由六组减振弹簧组成；单向挡板位于减振装置的靠近钻孔盘一侧。

其中，所述水箱内部储存有碱性表面活性剂溶液，所述水箱上部设有瓦斯排放口，底部设有出渣口；

本实用新型提供的一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，结构简单、除尘效果好，通过装置中的防喷弱面和防喷气囊，能够防止钻孔喷孔伤人；通过碱性表面活性剂溶液将喷出气体与粉尘分离，并利于二氧化碳吸收或瓦斯排放；另一方面，设置了钻孔集尘罩和环形气缝可进行粉尘的二次收集，大大地提高了粉尘的收集效率，设置了转向管，实现了本实用新型对多种钻孔角度的适应性。

附图说明

图1为一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置的结构示意图

图2为本实用新型实施例中一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置局部横切面示意图；

1-钻孔盘，2-钻杆通孔，3-集尘罩，4-气缝，5-转向管，6-减振装置，7-防喷弱面，8-防喷管，9-防喷气囊，10-瓦斯抽放口，11-水箱，12-出渣口，13-传输管，14-高压水泵，15-文丘里管，16-排渣口，17-喷头，18-碱性表面活性剂溶液，19-软管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1-2所示，本实用新型提供一种煤矿井下钻孔防喷除尘装置，包括：钻孔盘1、钻杆通孔2、气缝4、集尘罩3、转向管5、减振装置6、喷头17、水箱11、防喷气囊9、防喷弱面7、防喷管8、瓦斯抽放口10、出渣口12、传输管13、高压水泵14、文丘里管15、排渣口16、碱性表面活性剂溶液18、软管19。

钻孔施工前，首先把井下钻孔防喷除尘装置通过减振装置6与钻机固连，启动高压水泵14使其文丘里管15中的喷头17开始工作，喷出水雾并且在钻孔盘1中形成一定的负压，在环形气缝4处产生一定的吸力。

开始钻孔时，钻头通过转向管5调整与工作面的角度，钻孔角度可在±45度之间调节，确保在多角度工作面上可顺利操作。钻孔产生的粉尘经过集尘罩3被收集到钻孔盘1中，部分没有进入集尘罩3中的小颗粒粉尘可通过环形气缝4被吸引入钻孔盘1中，形成二次收集，提高了粉尘的收集效率。吸入钻孔盘1中的粉尘由于压力作用会进入钻孔盘1下方的文丘里管15中，在文丘里管15中通过喷头17喷出的水雾进行除尘，该水雾成份为水箱11中贮存的碱性表面活性剂溶液18，文丘里管15内的湍流流场增大了粉尘与水雾接触的机率，另外碱性表面活性剂溶液18由于其表面活性，对粉尘起到良好润湿效果，提高除尘效率。

在钻孔过程中，当发生喷孔现象时，喷出的大量颗粒物质和气体会直接进入钻孔盘1中，颗粒物质伴随喷出气体喷到减振装置6上，减振装置6会分担一部分压力，减振装置6的单向挡板阻挡粉尘从钻杆通孔喷出，减少钻孔喷孔对装备的损坏。减振装置6下面的防喷弱面7被最先击破，颗粒物质伴随喷出气体通过钻孔弱面7的破口处流入防喷管8中，喷出的粉尘与气体将防喷气囊9瞬间打开，防喷气囊9快速收集喷出物质；钻孔喷孔产生的气体和粉尘则会进一步移动进入软管19，气体通过软管19进入水箱11；当喷孔气体为二氧化碳时，碱性表面活性剂溶液18可以吸收二氧化碳；当喷孔气体为甲烷时，经碱性表面活性剂溶液过滤的甲烷经由瓦斯排放口10排入矿井瓦斯抽放管路，喷出物中的粉尘通过沉积后，经出渣口12排出。

设计图

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主设计要求

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