CN109779545A - 一种煤矿井下用钻孔密闭除尘系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤矿井下用钻孔密闭除尘系统及方法，该系统包括钻孔装置、除尘装置和封孔装置，钻孔装置包括钻机、钻杆和钻头，除尘装置包括压风管、密封圈、气固分离器、排粉软管和除尘器，密封圈的中部为轴承，密封圈的边缘沿轴承周向均布有若干个圆孔，封孔装置紧挨设置在密封圈的右侧，封孔装置上设有与轴承内圈对应的中心孔，以及与圆孔对应的压风管孔，钻杆依次穿过轴承和中心孔后伸入钻孔内，钻杆与轴承转动配合，压风管依次穿过圆孔和压风管孔后伸入钻孔内，压风管与圆孔密封连接，气固分离器与钻杆尾端连通，排粉软管一端与气固分离器连通，另一端与除尘器密封连接。本发明实现了钻孔内密闭除尘，防止打钻时粉尘四处飞散，改善了工作场所的环境。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔除尘技术领域，具体涉及一种煤矿井下用钻孔密闭除尘系统及方法。
背景技术
煤矿井下干式钻孔施工过程中，会产生大量粉尘，产生的煤尘从钻孔的孔口处冒出向周围环境扩散，在井下受限空间里，人若长期吸入，会对肺部造成不好的影响，严重者可能患尘肺病，对井下人员的健康产生极大的不利影响；而且一旦粉尘大量集聚，在特定条件下还会产生粉尘燃烧与爆炸事故，给员工的生命财产安全带来严重威胁；煤矿粉尘还降低了工作场所的能见度，当井下某些工作面煤尘浓度高时，其能见度极低，往往导致误操作，增加工伤事故的发生几率；粉尘还对井下机械造成不利影响，加速机械的磨损，缩短精密仪器的寿命，因此必须采取相应捕尘、除尘措施。
目前常用的措施有孔口集尘、孔口喷雾、全断面喷雾及除尘器除尘等，喷雾技术，仍然会有部分粉尘没有及时被喷雾湿润而扩散到空气中，导致除尘效率低下；除尘器除尘，各类除尘器虽得到了较大的发展和应用，但是依然存在耗水量较大，且设备体积大，快速撤、装和搬运困难等问题，难以适应钻孔位置频繁更换的需求，除尘效果不佳。
就目前的除尘技术来看，人们已经提出了一些封闭式除尘的技术，但它们往往难以保证密封的效果，导致部分粉尘散出，除尘效率不高，且钻头在打钻作业中持续旋转，会发生较为激烈的震动，这种激烈震动也会对除尘设备产生不好的影响，影响除尘效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤矿井下用钻孔密闭除尘系统，结构简单，密封性能好，除尘效果佳。
本发明的另一目的是提供利用上述除尘系统进行钻孔密闭除尘的方法，操作方便。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种煤矿井下用钻孔密闭除尘系统，包括钻孔装置、除尘装置和封孔装置，所述钻孔装置包括钻机、钻杆和钻头，所述钻机夹持在所述钻杆的上端，钻杆的下端与所述钻头连接，所述除尘装置包括压风管、密封圈、气固分离器、排粉软管和除尘器，所述密封圈的中部为轴承，所述密封圈的边缘沿轴承周向均布有若干个圆孔，所述封孔装置紧挨设置在所述密封圈的右侧，封孔装置上设有与所述轴承内圈对应的中心孔，以及与圆孔对应的压风管孔，
所述钻杆依次穿过密封圈中间的轴承和封孔装置的中心孔后伸入钻孔内，钻杆与轴承转动配合，所述压风管依次穿过密封圈边缘的圆孔和封孔装置的压风管孔后伸入钻孔内，压风管与圆孔密封连接，所述气固分离器与所述钻杆的尾端连通，所述排粉软管的一端与气固分离器连通，排粉软管的另一端与所述除尘器密封连接。
优选的，所述圆孔设置有6个。
优选的，所述圆孔的孔径与所述压风管的管径相适配。
本发明还提供利用上述系统进行钻孔密闭除尘的方法，包括以下步骤：
1)按照常规操作规程对煤层进行打钻工作，首先利用钻机在煤体上打出一个孔，在孔口依次放置封孔装置及密封圈，将钻杆依次穿过密封圈中的轴承和封孔装置的中心孔，并保证密封圈与钻孔紧密结合；
2)将压风管分别穿过密封圈上的圆孔和封孔装置上的压风管孔后伸入钻孔内，钻杆尾部依次连接气固分离器、排粉软管和除尘器，用于对排出的粉尘进行集中处理；
3)准备工作完成后，启动钻机，执行干眼打钻；打钻时，通过多根压风管向钻孔里压风，利用负压将煤尘吸入钻杆内，并从钻杆尾部排出，经过气固分离器进行分离后，经排粉软管送入除尘器中进行集中处理。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明利用轴承与钻杆之间的有效配合，保证钻杆在旋转过程中仍具有良好的封闭效果；
2、本发明利用压风作用，煤尘在密闭状态下主要通过钻杆排出，钻杆连接相应管路，对粉尘进行集中处理，从而实现了钻孔内密闭除尘，防止打钻时粉尘的四处飞散，改善了工作场所的环境。
附图说明
图1为本发明的煤矿井下用钻孔密闭除尘系统示意图；细箭头为风的走向，粗箭头为粉尘的走向。
图2为本发明的密封圈的结构示意图；
图中，1-钻机，2-钻杆，3-压风管，4-密封圈，401-轴承，402-圆孔，5-封孔装置，6-压风管孔，7-钻孔，8-煤体，9-钻头，10-气固分离器，11-排粉软管，12-除尘器，13-中心孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，并以图1中的左侧为左，图1中的右侧为右，作为左右方向判断的基准。
如图1所示，本发明的一种煤矿井下用钻孔密闭除尘系统，包括钻孔装置、除尘装置和封孔装置5，所述钻孔装置包括钻机1、钻杆2和钻头9，所述钻机1夹持在所述钻杆2的上端，所述钻杆2的下端与所述钻头9连接，所述除尘装置包括压风管3、密封圈4、气固分离器10、排粉软管11和除尘器12，如图2所示，所述密封圈4的中部为轴承401，所述密封圈4的边缘沿轴承401周向均布有若干个圆孔402，优选设置6个，所述封孔装置5紧挨设置在所述密封圈4的右侧，封孔装置5上设有与所述轴承401内圈对应的中心孔13，以及与圆孔402对应的压风管孔6，所述中心孔13与所述轴承401位于同一中心轴线上，且中心孔13的孔径与轴承401内圈直径相同，所述压风管孔6与所述圆孔402分别对应地位于同一中心轴线上，且压风管孔6的孔径与圆孔402的孔径相同。
所述钻杆2依次穿过密封圈4中间的轴承401和封孔装置5的中心孔13后伸入钻孔7内，钻杆2与轴承401转动配合，所述压风管3依次穿过密封圈4边缘的圆孔402和封孔装置5的压风管孔6后伸入钻孔7内，所述圆孔402的孔径与所述压风管3的管径相适配，压风管3与圆孔402密封连接，所述气固分离器10与所述钻杆2的尾端连通，所述排粉软管11的一端与气固分离器10连通，排粉软管11的另一端与所述除尘器12密封连接。
利用上述系统进行密闭除尘的步骤如下：
1)按照常规操作规程对煤层进行打钻工作，首先利用钻机1在煤体8上打出一个约2m的孔，在孔口依次放置封孔装置5及密封圈4，将钻杆2依次穿过密封圈4中的轴承401和封孔装置5的中心孔13，并保证密封圈4与钻孔7紧密结合；
2)将压风管3分别穿过密封圈4上的圆孔402和封孔装置5上的压风管孔6后伸入钻孔7内，钻杆2尾部依次连接气固分离器10、排粉软管11和除尘器12，用于对排出的粉尘进行集中处理；
3)准备工作完成后，启动钻机1，执行干眼打钻；打钻时，通过多根压风管3向钻孔7里压风，利用负压将煤尘吸入钻杆2内，并从钻杆2尾部排出，经过气固分离器10进行分离后，经排粉软管11送入除尘器12中进行集中处理。
本发明在钻孔7口设置了密封圈4，密封圈上具有轴承401及圆孔402，轴承401用于将钻杆2穿过且伸入钻孔7内部执行干眼钻孔，圆孔402用于固定压风管3，压风管3向钻孔7内压风，由于轴承401与钻杆2之间具有良好的配合效果，因此可有效保证钻杆2旋转过程中仍具有良好的封闭效果。经过压风作用，煤尘在密闭状态下主要通过钻杆2排出，然后钻杆2连接相应管路，对粉尘进行集中处理，从而实现钻孔7内部的除尘作用。
Claims (4)
1.一种煤矿井下用钻孔密闭除尘系统，其特征在于，包括钻孔装置、除尘装置和封孔装置(5)，所述钻孔装置包括钻机(1)、钻杆(2)和钻头(9)，所述钻机(1)夹持在所述钻杆(2)的上端，所述钻杆(2)的下端与所述钻头(9)连接，所述除尘装置包括压风管(3)、密封圈(4)、气固分离器(10)、排粉软管(11)和除尘器(12)，所述密封圈(4)的中部为轴承(401)，所述密封圈(4)的边缘沿轴承(401)周向均布有若干个圆孔(402)，所述封孔装置(5)紧挨设置在所述密封圈(4)的右侧，封孔装置(5)上设有与所述轴承(401)内圈对应的中心孔(13)，以及与圆孔(402)对应的压风管孔(6)，
所述钻杆(2)依次穿过密封圈(4)中间的轴承(401)和封孔装置(5)的中心孔(13)后伸入钻孔(7)内，钻杆(2)与轴承(401)转动配合，所述压风管(3)依次穿过密封圈(4)边缘的圆孔(402)和封孔装置(5)的压风管孔(6)后伸入钻孔(7)内，压风管(3)与圆孔(402)密封连接，所述气固分离器(10)与所述钻杆(2)的尾端连通，所述排粉软管(11)的一端与气固分离器(10)连通，排粉软管(11)的另一端与所述除尘器(12)密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用钻孔密闭除尘系统，其特征在于，所述圆孔(402)设置有6个。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下用钻孔密闭除尘系统，其特征在于，所述圆孔(402)的孔径与所述压风管(3)的管径相适配。
4.一种利用权利要求1或2所述的钻孔密闭除尘系统进行钻孔密闭除尘的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照常规操作规程对煤层进行打钻工作，首先利用钻机(1)在煤体(8)上打出一个孔，在孔口依次放置封孔装置(5)及密封圈(4)，将钻杆(2)依次穿过密封圈(4)中的轴承(401)和封孔装置(5)的中心孔(13)，并保证密封圈(4)与钻孔(7)紧密结合；
2)将压风管(3)分别穿过密封圈(4)上的圆孔(402)和封孔装置(5)上的压风管孔(6)后伸入钻孔(7)内，钻杆(2)尾部依次连接气固分离器(10)、排粉软管(11)和除尘器(12)，用于对排出的粉尘进行集中处理；
3)准备工作完成后，启动钻机(1)，执行干眼打钻；打钻时，通过多根压风管(3)向钻孔(7)里压风，利用负压将煤尘吸入钻杆(2)内，并从钻杆(2)尾部排出，经过气固分离器(10)进行分离后，经排粉软管(11)送入除尘器(12)中进行集中处理。
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