CN103982151A - 一种瓦斯抽放钻孔用捕尘系统及捕尘方法 - Google Patents

Abstract

一种瓦斯抽放钻孔用捕尘系统及方法，包括钻杆、钻机、钻杆夹持器、气管和气阀，还包括一种瓦斯抽放钻孔用捕尘装置，瓦斯抽放钻孔用捕尘装置包括降尘喷雾腔、定位套管、喷嘴、水管、水阀和出渣导引器；降尘喷雾腔前端与所述定位套管固定连接；顶端与喷嘴固定连接，喷嘴深入到降尘喷雾腔内，喷嘴连接所述水管，水管上安装有水阀；低端与出渣导引器连接；降尘喷雾腔的前端和后端分别成型有第一套孔和第二套孔，第一套孔和第二套孔均与定位套管同轴，第一套孔直径与定位套管内径相同。本发明除尘效果好、耗水量少、操作简便。

Description

一种瓦斯抽放钻孔用捕尘系统及捕尘方法

技术领域

本发明涉及一种捕尘系统及方法，特别是一种瓦斯抽放钻孔用捕尘系统及方法。

背景技术

瓦斯抽放要求针对煤层进行大量的钻孔作业。而钻孔作业产生大量煤渣堵塞在钻孔内，严重影响作业进度和钻孔的质量。为此，在钻孔作业同时需要进行排渣作业。目前，为解决排渣问题，煤矿企业一般采用两种方法，一种为湿式排渣法，一种为干式排渣法。后者由于不需要消费大量的水资源，且不会影响巷道掘进作业，因此，成为众多煤矿企业的首选。但干式排渣法在付诸实施中也存在诸多问题亟待科研人员和工程技术人员解决。

干式排渣法基本原理是：利用压缩空气在钻孔底部吹渣，使钻孔作业产生的煤渣沿钻杆和孔壁间的缝隙排出。但是，这种排渣方式存在一个最为严重的问题，就是往往在作业区域产生高浓度的粉尘，浓度一般都在1000mg/m³以上，严重危害着作业人员身体健康，并极易造成粉尘局部积聚，导致爆炸事故的发生，严重威胁着矿井的生产安全。

为解决产生大量粉尘问题，目前一般措施都是在作业点下风侧布置防尘水幕，防止含尘气流的进一步扩散。除尘效果不理想。

综上所述，现有技术中还没有一种用于解决瓦斯抽放钻孔作业中的有效除尘系统及方法。

发明内容

本发明提供了一种除尘效果好、耗水量少、操作简便瓦斯抽放钻孔用捕尘系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，除包括钻杆、钻机、钻杆夹持器、气管和气阀之外，还包括一种瓦斯抽放钻孔用捕尘装置，所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置包括降尘喷雾腔、定位套管、喷嘴、水管、水阀和出渣导引器；所述降尘喷雾腔前端与所述定位套管固定连接；顶端与所述喷嘴固定连接，所述喷嘴深入到所述降尘喷雾腔内，所述喷嘴连接所述水管，所述水管上安装有所述水阀；低端与所述出渣导引器连接；所述降尘喷雾腔的前端和后端分别成型有第一套孔和第二套孔，所述第一套孔和第二套孔均与所述定位套管同轴，所述第一套孔直径与所述定位套管内径相同。

在上述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统中，所述第二套孔内安装有密封轴承。

上述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统还包括洗气沉降池，所述洗气沉降池通过胶管与所述出渣导引器连接，所述洗气沉降池内贮存有水，水面此所述胶管与所述洗气沉降池接口位置高出10～15cm。

在上述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统中，所述水管为静压水管。

在上述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统中，所述定位套管的长径比为1～2∶1。

在上述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统中，所述降尘喷雾腔形状为长圆柱状，所述降尘喷雾腔内径与所述定位套管内径比为2～4∶1。

在上述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统中，所述降尘喷雾腔在所述第一套孔和第二套孔轴线上方形成喷嘴腔室，所述喷嘴腔室高径比为2～6∶1。

一种瓦斯抽放钻孔用捕尘方法，使用上述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统进行除尘，其步骤包括：

(a)根据所述定位套管的长度和直径，在煤壁内钻出定位钻孔，将所述定位套管塞入定位钻孔内固定，进而固定所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置；

(b)将带有钻头的钻杆依次穿过所述第二套孔、所述第一套孔和所述定位套管，与所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置连接；

(c)打开所述水阀，使所述喷嘴处于喷雾状态，打开所述气阀，启动所述钻机，开始钻孔作业；

(d)调节所述水阀开度，使所述喷嘴流量能够湿润所述降尘喷雾腔内含尘气流，引导气、水、渣三相混合物流向所述出渣导引器。

本发明的上述技术方案相此现有技术具有以下优点；

①本发明提供的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，通过降尘喷雾腔和密封轴承，能够将瓦斯抽放钻孔的含尘气流密闭在一定的空间内，控制钻孔内粉尘逸散，同时利用喷雾湿润降尘喷雾腔内含尘气流，使其在静水压力和重力作用下，产生向下的抛物线运动轨迹，进入出渣导引器内，因此，本发明有效的提高了瓦斯抽放钻孔除尘效果，并且，由于使用静压水流湿润含尘气流，耗水量少。

②本发明提供的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，通过在降尘喷雾腔内进行喷雾湿润含尘气流，不仅产生导引含尘气流作用，而且在密封轴承前方形成一道水幕，有效阻止了含尘气流向第二套孔方向的逸散，并避免了含尘气流对密封轴承的侵蚀，因此，本发明有效延长了密封轴承的使用寿命。

③本发明提供的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，定位套管长度只需要满足定位作用，因此，本发明就捕尘装置部分而言，体积小，重量轻，拆装都较为方便。

④本发明提供的瓦斯抽放钻孔用捕尘方法，整个捕尘装置安装在钻杆上，与钻杆融为一体，通过水阀及气阀的控制，可以很方便的实现钻进控尘、捕尘，在钻机停止钻进退杆时，也可实现同样的功能。因此，本发明操作方便，节省不必要的拆装工序，效率高。

⑤本发明提供的瓦斯抽放钻孔用捕尘方法，整个捕尘装置放置于钻杆上，随着钻孔施工完毕，可以很方便的从煤壁取下，因此，本发明可以较大程度的减轻搬移难度，省时省力，同时最大程度的降低了搬移对整个瓦斯抽放钻孔施工进度的影响。

⑥本发明提供的瓦斯抽放钻孔用捕尘方法，由于耗水量少，一次除尘后并不会产生大量的污水，使得可以通过有限容积的洗气沉降池进行二次除尘，通过二次除尘，钻孔产生的粉尘基本全部消除，因此，本发明除尘效果明显改善。

⑦本发明提供的瓦斯抽放钻孔用捕尘方法，由于喷嘴和水管使用的都是静压水，并不需要额外增压装置，因此，本发明在操作方便之余，还降低了除尘成本。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的其体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明瓦斯抽放钻孔用捕尘系统的示意图(局部剖视)。

图中标记为：1-降尘喷雾腔，101-第一套孔，102-第二套孔，103-喷嘴腔，2-定位套管，3-喷嘴，4-水管，5-水阀，6-出渣导引器，7-洗气沉降池，8-胶管，9-钻杆，10-钻机，11-钻杆夹持器，12-气管，13-气阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1显示的本发明瓦斯抽放钻孔用捕尘系统和瓦斯抽放钻孔用捕尘方法的优选实施例。

所述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，包括钻杆9、钻机10、钻杆夹持器11、气管12和气阀13，还包括一种瓦斯抽放钻孔用捕尘装置，所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置包括降尘喷雾腔1、定位套管2、喷嘴3、水管4、水阀5和出渣导引器6；所述降尘喷雾腔1前端与所述定位套管2固定连接；顶端与所述喷嘴3固定连接，所述喷嘴3深入到所述降尘喷雾腔1内，所述喷嘴3连接所述水管4，所述水管4上安装有所述水阀5；低端与所述出渣导引器6连接；所述降尘喷雾腔1的前端和后端分别成型有第一套孔101和第二套孔102，所述第一套孔101和第二套孔102均与所述定位套管2同轴，所述第一套孔101直径与所述定位套管内径相同。

在本实施例中，所述第二套孔102内安装有密封轴承。

在本实施例中，所述水管4为静压水管。

在本实施例中，所述定位套管2的长径此为1～2∶1，优选1.5∶1。

在本实施例中，所述降尘喷雾腔1形状为长圆柱状，所述降尘喷雾腔1内径与所述定位套管2内径此为2～4∶1，优选2.5∶1。

在本实施例中，所述降尘喷雾腔1在所述第一套孔101和第二套孔102轴线上方形成喷嘴腔室103，所述喷嘴腔室103高径比为2～6∶1，优选3∶1。

所述瓦斯抽放钻孔用捕尘方法，使用本实施例中所述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统进行除尘，其步骤包括：

(a)根据所述定位套管2的长度和直径，在煤壁内钻出定位钻孔，将所述定位套管2塞入定位钻孔内固定，进而固定所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置；

(b)将带有钻头的钻杆9依次穿过所述第二套孔102、所述第一套孔101和所述定位套管2，与所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置连接；

(c)打开所述水阀5，使所述喷嘴3处于喷雾状态，打开所述气阀13，启动所述钻机10，开始钻孔作业；

(d)调节所述水阀5开度，使所述喷嘴3流量能够湿润所述降尘喷雾腔(1)内含尘气流，引导气、水、渣三相混合物流向所述出渣导引器6。

在其他实施例中，所述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统还包括洗气沉降池7，所述洗气沉降池7通过胶管8与所述出渣导引器6连接，所述洗气沉降池7内贮存有水，水面此所述胶管8与所述洗气沉降池7接口位置高出10～15cm，优选12cm。

所述瓦斯抽放钻孔用捕尘方法，使用本实施例中所述瓦斯抽放钻孔用捕尘系统进行除尘，其步骤包括：

(a)根据所述定位套管2的长度和直径，在煤壁内钻出定位钻孔，将所述定位套管2塞入定位钻孔内固定，进而固定所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置；

(b)将带有钻头的钻杆9依次穿过所述第二套孔102、所述第一套孔101和所述定位套管2，与所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置连接；

(c)打开所述水阀5，使所述喷嘴3处于喷雾状态，打开所述气阀13，启动所述钻机10，开始钻孔作业；

(d)调节所述水阀5开度，使所述喷嘴3流量能够湿润所述降尘喷雾腔(1)内含尘气流，引导气、水、渣三相混合物流向所述出渣导引器6；

(e)及时清理所述洗气沉降池7底部沉积煤渣，并确保所述洗气沉降池7内水面高度变化范围在1～5cm。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，包括钻杆(9)、钻机(10)、钻杆夹持器(11)、气管(12)和气阀(13)，其特征在于：还包括一种瓦斯抽放钻孔用捕尘装置，所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置包括降尘喷雾腔(1)、定位套管(2)、喷嘴(3)、水管(4)、水阀(5)和出渣导引器(6)；

所述降尘喷雾腔(1)前端与所述定位套管(2)固定连接；顶端与所述喷嘴(3)固定连接，所述喷嘴(3)深入到所述降尘喷雾腔(1)内，所述喷嘴(3)连接所述水管(4)，所述水管(4)上安装有所述水阀(5)；低端与所述出渣导引器(6)连接；

所述降尘喷雾腔(1)的前端和后端分别成型有第一套孔(101)和第二套孔(102)，所述第一套孔(101)和第二套孔(102)均与所述定位套管(2)同轴，所述第一套孔(101)直径与所述定位套管内径相同。

2.根据权利要求1所述的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，其特征在于：所述第二套孔(102)内安装有密封轴承。

3.根据权利要求1-2任一所述的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，其特征在于：还包括洗气沉降池(7)，所述洗气沉降池(7)通过胶管(8)与所述出渣导引器(6)连接，所述洗气沉降池(7)内贮存有水，水面此所述胶管(8)与所述洗气沉降池(7)接口位置高出10～15cm。

4.根据权利要求1-3任一所述的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，其特征在于：所述水管(4)为静压水管。

5.根据权利要求1-4任一所述的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，其特征在于：所述定位套管(2)的长径此为1～2∶1。

6.根据权利要求1-5任一所述的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，其特征在于：所述降尘喷雾腔(1)形状为长圆柱状，所述降尘喷雾腔(1)内径与所述定位套管(2)内径此为2～4∶1。

7.根据权利要求1-6任一所述的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统，其特征在于：所述降尘喷雾腔(1)在所述第一套孔(101)和第二套孔(102)轴线上方形成喷嘴腔室(103)，所述喷嘴腔室(103)高径比为2～6∶1。

8.一种瓦斯抽放钻孔用捕尘方法，其特征在于：使用权利要求1-7任一所述的瓦斯抽放钻孔用捕尘系统进行除尘，其步骤包括：

(a)根据所述定位套管(2)的长度和直径，在煤壁内钴出定位钻孔，将所述定位套管(2)塞入定位钻孔内固定，进而固定所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置；

(b)将带有钻头的钻杆(9)依次穿过所述第二套孔(102)、所述第一套孔(101)和所述定位套管(2)，与所述瓦斯抽放钻孔用捕尘装置连接；

(c)打开所述水阀(5)，使所述喷嘴(3)处于喷雾状态，打开所述气阀(13)，启动所述钻机(10)，开始钻孔作业；

(d)调节所述水阀(5)开度，使所述喷嘴(3)流量能够湿润所述降尘喷雾腔(1)内含尘气流，引导气、水、渣三相混合物流向所述出渣导引器(6)。