CN110500035B - 煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法。本发明由第一分离装置、第二分离装置、转运装置和分离转运车体组成，以矿井瓦斯抽采负压为动力，负压主动抽吸，避免含钻渣和瓦斯的污染空气泄漏；采用第一分离装置分离钻进空气中的大颗粒钻渣；采用第二分离装置分离中等、细颗粒钻渣，并抽走有害甲烷气体；采用转运装置高效转运钻渣，并排出清洁空气。具有处理过程无污染空气泄漏、可避免瓦斯超限、钻渣自动转运等显著特点，实现了煤矿井下空气定向钻进时含钻渣、瓦斯的大流量高压力污染空气的分级净化、钻渣高效转运和钻进异常孔口应急处理，降低了工人劳动强度，保障了钻孔施工安全和施工人员职业健康。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻渣分离转运系统及方法，属于煤矿井下坑道钻进领域，具体涉及一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法。
背景技术
碎软煤层瓦斯含量高、压力大，瓦斯灾害事故频发，顺煤层钻孔是治理碎软煤层瓦斯问题的有效途径之一。目前主要采用传统回转钻进工艺进行顺层钻孔施工，存在轨迹不可控制、煤层钻遇率低和瓦斯抽采效率低等问题。近年来国内相关研究机构开发了碎软煤层空气定向钻进技术，具有钻孔轨迹可控、成孔深度大和瓦斯抽采效率高等优势，可以弥补传统碎软煤层顺层钻孔施工工艺技术的不足。
碎软煤层空气定向钻进技术采用矿用空压机提供的压风进行施工，风量大(17m3/min)，压力高(1.25MPa)，且由于碎软煤层钻进易塌孔，钻渣数量多，因此会在孔口产生大量含钻渣、瓦斯的污染空气，严重威胁钻进施工安全和工人人身健康。但现有的钻渣处理装置不能满足碎软煤层空气定向钻进时的钻渣处理需求，具体表现在：①污染空气处理能力低，一般不超过10m3/min，不满足大风量处理需要；②处理效果差，呼吸性细颗粒钻渣处理能力低；③污染空气存在外泄通道，且不具备孔内出现复杂情况时(喷孔、煤层自燃等)大量瓦斯和一氧化碳等有害气体的应急处理能力，存在安全隐患；④钻渣数量多，依靠人工清理无法满足钻渣处理需求，且工人劳动强度大。
为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合从事相关产业的经验和成果，针对煤矿井下碎软煤层压风钻孔施工时孔口钻渣处理装置与方法存在的不足，研究设计出一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法，以克服上述缺陷
发明内容
本发明的目的是针对现有装置在煤矿井下碎软煤层空气定向钻进施工过程中进行孔口粉尘处理时，不能满足大风量粉尘处理需要、粉尘处理能力低、有害气体应急处理能力不足、无法实现粉尘高效转运等问题，提供了一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，包括：
设置于分离转运车体上的分离装置、转运装置；
其中，所述转运装置包括依次连接的集渣管、柔性连接管和输渣管；所述集渣管内部设有螺旋转子，上部设有连接分离装置的进渣口，所述输渣管内部设有螺杆转子，外部设有排渣口；所述柔性连接管可以围绕集渣管在一定空间内活动，内部设有连接螺旋转子和螺杆转子的万向轴。
优选的，上述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，所述分离装置为两个，分别是第一分离装置、第二分离装置；第一分离装置上部输出口A与第二分离装置的输入口B连接，所述转运装置的进渣口A连接第一分离装置，进渣口B连接第二分离装置。
优选的，上述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，所述第一分离装置罐体A内部设有分离挡片A，外部设有输入口A、下部输出口A、上部输出口A、清洗口A和支腿A；所述输入口A用于接收空气钻进施工产生的含钻渣与瓦斯的污染空气；所述下部输出口A设有气动阀门A，用于控制下部输出口A，以向转运装置输送大颗粒钻渣；所述上部输出口A用于向第二分离装置输送含有中等、细颗粒钻渣和瓦斯的污染空气；所述清洗口A设有与井下供水、供风管路连接的控制阀门A，用于定期清洗第一分离装置；所示支腿A安装在分离转运车体上，用于支撑和固定第一分离装置。
优选的，上述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，所述第二分离装置罐体B内部设有分离挡片B、超声发生器，外部设有输入口B、下部输出口B、上部输出口B、清洗口B和支腿B；所述超声发生器用于激发加速污染空气中固体颗粒碰撞的超声振动，加快中等、细颗粒钻渣的沉降；所述输入口B用于接收第一分离装置输送的含中等、细颗粒钻渣和瓦斯的污染空气；所述下部输出口B用于向转运装置输送中等、细颗粒钻渣；所述上部输出口B设有防止细颗粒钻渣进入井下瓦斯负压抽采管路的过滤器，过滤器设有进气口和进气阀门，上部通过盘阀连接井下瓦斯负压抽采管路；所述清洗口B设有与井下供水、供风管路连接的控制阀门B，用于定期清洗第二分离装置；所示支腿B安装在分离转运车体上，用于支撑和固定第二分离装置。
优选的，上述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，所述输渣管的内壁上设有螺旋形凹槽，所述的螺杆转子上设有螺旋形凸面，所述的输渣管与螺杆转子的螺旋线相互啮合，形成多个动态移动的密封腔，避免污染空气经输渣管外泄。
优选的，上述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，所述分离转运车体包括车体平台和底盘，所述车体平台上设有垂直调整油缸、水平调整油缸和油缸支架，所述垂直调整油缸一端通过万向节A与车体平台连接，一端通过万向节B与输渣管连接；所述水平调整油缸一端通过万向节C与油缸支架连接，一端通过万向节D与输渣管连接；所述底盘可根据矿井运输条件，换装胶轮或钢轮，分别适用于车载运输和轨道运输矿井。
一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运方法，包括：
步骤一：系统连接与调整；将钻渣分离转运系统紧随定向钻机布置，第一分离装置与孔口集尘器连接，第二分离装置和井下瓦斯负压抽采管路连接；调整垂直调整油缸和水平调整油缸伸出长度和角度，将转运装置的排渣口调整到合适的出渣位置，使排出钻渣可直接进入运煤皮带或溜槽；
步骤二：钻渣分离；开启第二分离装置的盘阀，利用瓦斯抽采负压主动抽吸钻进后的含钻渣、瓦斯的污染空气；打开气动阀门A，关闭气动阀门B；开始空气定向钻进施工，在抽吸负压作用下，污染空气经孔口集尘器进入第一分离装置，大颗粒钻渣和部分气体从污染空气中分离并通过下部输出口A进入集渣管；中等及细颗粒钻渣、瓦斯和部分气体由上部输出口A输送至第二分离装置，与第二分离装置内的分离挡片B发生碰撞，中等颗粒钻渣分离，并在超声发生器激发的超声振动下加速碰撞和沉降，细颗粒钻渣由过滤器过滤，中等、细颗粒钻渣集聚在第二分离装置的底部，瓦斯和气体由上部输出口B被井下瓦斯负压抽采管路抽走；当第二分离装置底部的钻渣集聚到一定数量时，开启气动阀门B，将沉积的钻渣由下部输出口B输送到集渣管，然后关闭气动阀门B。
优选的，上述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运方法，还包括：
步骤三：钻渣转运；开启转运装置的电动机，带动螺旋转子、万向轴和螺杆转子转动，并通过变速器调整螺旋转子、万向轴和螺杆转子转速；集渣管内钻渣在转动的螺旋转子带动下向输渣管输送，并在螺杆转子带动下由排渣口排出；集渣管中的气体由其上部的过滤口排出。
优选的，上述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运方法，还包括：钻渣分离过程中，利用安装在集渣管上的有害气体监测器实时监测过滤口排出空气的瓦斯和一氧化碳含量；当有害气体含量少于预设阈值时，调小第二分离装置上盘阀开度，减小抽采负压；当有害气体超标时，关闭第一分离装置下部输出口A的气动阀门A，同时调大第二分离装置盘阀开度，增大抽采负压。
优选的，上述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运方法，还包括：定期进行过滤器清洗，即关闭第二分离装置上的盘阀，打开过滤器上的进气阀门，使用气体反向冲洗过滤器，防止过滤器堵塞；定期进行第一分离装置和第二分离装置清洗，关闭第二分离装置上的盘阀，打开气动阀门A和气动阀门B，然后打开清洗口的控制阀门A和控制阀门B，使用气体或液体冲洗第一分离装置和第二分离装置内部沉积的钻渣。
因此，通过上述结构可知，本发明的煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法以矿井瓦斯抽采负压为动力，负压主动抽吸，避免污染空气泄漏和钻场瓦斯超限风险；采用第一分离装置分离大颗粒钻渣；采用第二分离装置分离中等、细颗粒钻渣，并抽走有害甲烷气体；采用转运装置高效转运钻渣；具有无粉尘泄漏，可避免瓦斯超限等显著特点，实现煤矿井下空气定向钻进时大流量、高压力污染空气的分级净化处理和钻渣高效转运，保障了钻孔施工安全和施工人员职业健康。
附图说明
图1a为钻渣分离转运系统示意图，b为钻渣分离转运系统左视图。
图2为第一分离装置示意图。
图3为第二分离装置示意图。
图4a为转运装置示意图，b为输渣管示意图。
图5为分离转运车体示意图。
图6为钻渣分离转运系统布置示意图。
上述图中：1-第一分离装置、2-第二分离装置、3-转运装置、4-分离转运车体、101-罐体A、102-输入口A、103-下部输出口A、104-气动阀门A、105-支腿A、106-分离挡片A、107-上部输出口A、108-清洗口A、109-控制阀门A、201-罐体B、202-输入口B、203-下部输出口B、204-气动阀门B、205-支腿B、206-超声发生器、207-分离挡片B、208-上部输出口B、209-进气阀门、210-进气口、211-盘阀、212-过滤器、213-控制阀门B、214-清洗口B、301-电动机、302-变速器、303-集渣管、304-螺旋转子、305-进渣口A、306-有害气体监测器、307-过滤口、308-进渣口B、309-柔性连接管、310-万向轴、311-输渣管、312-螺杆转子、313-排渣口、401-车体平台、402-万向节A、403-垂直调整油缸、404-万向节B、405-万向节D、406-水平调整油缸、407-万向节C、408-油缸支架；409-底盘、5-井下瓦斯负压抽采管路、6-运煤皮带或溜槽、7-定向钻机、8-孔口集尘器
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
参见图1，所述一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统主要由第一分离装置1、第二分离装置2、转运装置3、分离转运车体4组成，第一分离装置1上部输出口A107与第二分离装置2的输入口B202连接，转运装置3分别与第一分离装置1、第二分离装置2的下部输出口A103、B203连接，第一分离装置1、第二分离装置2、转运装置3安装在分离转运车体4上。
参见图2，所述第一分离装置1罐体A101内部设有分离挡片A106，外部设有输入口A102、下部输出口A103、上部输出口A107、清洗口A108和支腿A105；所述输入口A102用于接收空气钻进施工产生的含钻渣与瓦斯的污染空气；所述下部输出口A103设有气动阀门A104，用于控制下部输出口A103，以向转运装置3输送大颗粒钻渣；所述上部输出口A107用于向第二分离装置2输送含有中等、细颗粒钻渣和瓦斯的污染空气；所述清洗口A108设有与井下供水、供风管路连接的控制阀门A109，用于定期清洗第一分离装置1；所示支腿A105安装在分离转运车体4上，用于支撑和固定第一分离装置1。
参见图3，所述第二分离装置2罐体B201内部设有分离挡片B207、超声发生器206，外部设有输入口B202、下部输出口B203、上部输出口B208、清洗口B214和支腿B205；所述超声发生器206用于激发加速污染空气中固体颗粒碰撞的超声振动，加快中等、细颗粒钻渣的沉降。所述输入口B202用于接收第一分离装置1输送的含中等、细颗粒钻渣和瓦斯的污染空气；所述下部输出口B203用于向转运装置3输送中等、细颗粒钻渣；所述上部输出口B208设有防止细颗粒钻渣进入井下瓦斯负压抽采管路的过滤器212，过滤器212设有进气口210和进气阀门209，上部通过盘阀211连接井下瓦斯负压抽采管路；所述清洗口B214设有与井下供水、供风管路连接的控制阀门B213，用于定期清洗第二分离装置2；所示支腿B205安装在分离转运车体4上，用于支撑和固定第二分离装置2。
参见图4a，所述转运装置3包括依次连接的集渣管303、柔性连接管309和输渣管311。所述集渣管303内部设有螺旋转子304，后部设有驱动螺旋转子304转动的电动机301和调控螺旋转子304转速的变速器302；上部设有进渣口A305和B308、有害气体监测器306和过滤口307，进渣口A305连接第一分离装置1，进渣口B308连接第二分离装置2，有害气体监测器306用于监测集渣管303内瓦斯和一氧化碳的含量，过滤口307上设置有过滤网，气体可自由通过，钻渣颗粒无法通过；下部通过支架314与分离转运车体4固定。所述输渣管311内部设有螺杆转子312，外部设有排渣口313。所述柔性连接管309可以围绕集渣管303在一定空间内活动，内部设有连接螺旋转子304和螺杆转子312的万向轴310。
参见图4b，所述输渣管311的内壁上设有螺旋形凹槽，所述的螺杆转子312上设置有螺旋形凸面，所述的输渣管311与螺杆转子312的螺旋线相互啮合，形成多个动态移动的密封腔，避免污染空气经输渣管311外泄。
参见图5，所述分离转运车体4包括车体平台401和底盘409。所述车体平台401上设有垂直调整油缸403、水平调整油缸406和油缸支架408，所述垂直调整油缸403一端通过万向节A402与车体平台401连接，一端通过万向节B404与输渣管311连接；所述水平调整油缸406一端通过万向节C407与油缸支架408连接，一端通过万向节D405与输渣管311连接。所述底盘409可根据矿井运输条件，换装胶轮或钢轮，分别适用于车载运输和轨道运输矿井。
还公开了一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运方法，通过如上所述的分离转运系统进行钻渣分离转运作业，包括以下步骤：
步骤一：系统连接与调整。参见图6，将钻渣分离转运系统紧随定向钻机7布置，第一分离装置1与孔口集尘器8连接，第二分离装置2和井下瓦斯负压抽采管路5连接；调整垂直调整油缸403和水平调整油缸406伸出长度和角度，将转运装置3的排渣口313调整到合适的出渣位置，使排出钻渣可直接进入运煤皮带或溜槽6。
步骤二：钻渣分离。开启第二分离装置2的盘阀211，利用瓦斯抽采负压主动抽吸钻进后的含钻渣、瓦斯的污染空气；打开气动阀门A104，关闭气动阀门B204；开始空气定向钻进施工，在抽吸负压作用下，污染空气经孔口集尘器8进入第一分离装置1，与分离挡片A106碰撞，根据不同颗粒惯性力不同的原理，大颗粒钻渣和部分气体从污染空气中分离并通过下部输出口A103进入集渣管303；中等及细颗粒钻渣、瓦斯和部分气体由上部输出口A107输送至第二分离装置2，与第二分离装置2内的分离挡片B207发生碰撞，中等颗粒钻渣分离，并在超声发生器206激发的超声振动下加速碰撞和沉降，细颗粒钻渣由过滤器212过滤，中等、细颗粒钻渣集聚在第二分离装置2的底部，瓦斯和气体由上部输出口B208被井下瓦斯负压抽采管路抽走；当第二分离装置2底部的钻渣集聚到一定数量时，开启气动阀门B204，将沉积的钻渣由下部输出口B203输送到集渣管303，然后关闭气动阀门B204。
步骤三：钻渣转运。开启转运装置3的电动机301，带动螺旋转子304、万向轴310和螺杆转子312转动，并通过变速器302调整螺旋转子304、万向轴310和螺杆转子312转速；集渣管303内钻渣在转动的螺旋转子304带动下向输渣管311输送，并在螺杆转子312带动下由排渣口313排出；集渣管303中的气体由其上部的过滤口307排出。
步骤四：钻渣分离转运过程调节与监控。钻渣分离过程中，利用安装在集渣管303上的有害气体监测器306实时监测过滤口307排出空气的瓦斯和一氧化碳含量；当有害气体含量少于预设阀值时，可以调小第二分离装置2上盘阀211开度，减小抽采负压；当有害气体超标时，关闭第一分离装置1下部输出口A103的气动阀门A104，同时调大第二分离装置2盘阀211开度，增大抽采负压，避免瓦斯和一氧化碳等有害气体排出至钻场，导致钻场有害气体超限危险。钻渣转运过程中，可根据集渣管303的钻渣量，通过变速器302调整螺旋转子304、万向轴310和螺杆转子312转速，进而控制排渣速度以满足施工需要。
步骤五：系统定期维护。定期进行过滤器212清洗，即关闭第二分离装置2上的盘阀211，打开过滤器212上的进气阀门209，使用气体反向冲洗过滤器212，防止过滤器212堵塞。定期进行第一分离装置1和第二分离装置2清洗，关闭第二分离装置2上的盘阀211，打开气动阀门A104和气动阀门B204，然后打开清洗口的控制阀门A109和控制阀门B213，使用气体或液体冲洗第一分离装置(1)和第二分离装置(2)内部沉积的钻渣。
尽管本文较多地使用了1-第一分离装置、2-第二分离装置、3-转运装置、4-分离转运车体、101-罐体A、102-输入口A、103-下部输出口A、104-气动阀门A、105-支腿A、106-分离挡片A、107-上部输出口A、108-清洗口A、109-控制阀门A、201-罐体B、202-输入口B、203-下部输出口B、204-气动阀门B、205-支腿B、206-超声发生器、207-分离挡片B、208-上部输出口B、209-进气阀门、210-进气口、211-盘阀、212-过滤器、213-控制阀门B、214-清洗口B、301-电动机、302-变速器、303-集渣管、304-螺旋转子、305-进渣口A、306-有害气体监测器、307-过滤口、308-进渣口B、309-柔性连接管、310-万向轴、311-输渣管、312-螺杆转子、313-排渣口、401-车体平台、402-万向节A、403-垂直调整油缸、404-万向节B、405-万向节D、406-水平调整油缸、407-万向节C、408-油缸支架；409-底盘、5-井下瓦斯负压抽采管路、6-运煤皮带或溜槽、7-定向钻机、8-孔口集尘器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，其特征在于，包括：
设置于分离转运车体(4)上的分离装置、转运装置(3)；
其中，所述转运装置(3)包括依次连接的集渣管(303)、柔性连接管(309)和输渣管(311)；所述集渣管(303)内部设有螺旋转子(304)，上部设有连接分离装置的进渣口，所述输渣管(311)内部设有螺杆转子(312)，外部设有排渣口(313)；所述柔性连接管(309)可以围绕集渣管(303)在一定空间内活动，内部设有连接螺旋转子(304)和螺杆转子(312)的万向轴(310)；
其中，所述分离装置为两个，分别是第一分离装置(1)、第二分离装置(2)；第一分离装置(1)上部输出口A(107)与第二分离装置(2)的输入口B(202)连接，所述转运装置(3)的进渣口A(305)连接第一分离装置(1)，进渣口B(308)连接第二分离装置(2)；
所述第二分离装置(2)罐体B(201)内部设有分离挡片B(207)、超声发生器(206)，外部设有输入口B(202)、下部输出口B(203)、上部输出口B(208)、清洗口B(214)和支腿B(205)；所述超声发生器(206)用于激发加速污染空气中固体颗粒碰撞的超声振动，加快中等、细颗粒钻渣的沉降；所述输入口B(202)用于接收第一分离装置(1)输送的含中等、细颗粒钻渣和瓦斯的污染空气；所述下部输出口B(203)用于向转运装置(3)输送中等、细颗粒钻渣；所述上部输出口B(208)设有防止细颗粒钻渣进入井下瓦斯负压抽采管路的过滤器(212)，过滤器(212)设有进气口(210)和进气阀门(209)，上部通过盘阀(211)连接井下瓦斯负压抽采管路；所述清洗口B(214)设有与井下供水、供风管路连接的控制阀门B(213)，用于定期清洗第二分离装置(2)；所示支腿B(205)安装在分离转运车体(4)上，用于支撑和固定第二分离装置(2)。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，其特征在于，所述第一分离装置(1)罐体A(101)内部设有分离挡片A(106)，外部设有输入口A(102)、下部输出口A(103)、上部输出口A(107)、清洗口A(108)和支腿A(105)；所述输入口A(102)用于接收空气钻进施工产生的含钻渣与瓦斯的污染空气；所述下部输出口A(103)设有气动阀门A(104)，用于控制下部输出口A(103)，以向转运装置(3)输送大颗粒钻渣；所述上部输出口A(107)用于向第二分离装置(2)输送含有中等、细颗粒钻渣和瓦斯的污染空气；所述清洗口A(108)设有与井下供水、供风管路连接的控制阀门A(109)，用于定期清洗第一分离装置(1)；所示支腿A(105)安装在分离转运车体(4)上，用于支撑和固定第一分离装置(1)。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，其特征在于，所述输渣管(311)的内壁上设有螺旋形凹槽，所述的螺杆转子(312)上设置有螺旋形凸面，所述的输渣管(311)与螺杆转子(312)的螺旋线相互啮合，形成多个动态移动的密封腔，避免污染空气经输渣管(311)外泄。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，其特征在于：所述分离转运车体(4)包括车体平台(401)和底盘(409)，所述车体平台(401)上设有垂直调整油缸(403)、水平调整油缸(406)和油缸支架(408)，所述垂直调整油缸(403)一端通过万向节A(402)与车体平台(401)连接，一端通过万向节B(404)与输渣管(311)连接；所述水平调整油缸(406)一端通过万向节C(407)与油缸支架(408)连接，一端通过万向节D(405)与输渣管(311)连接；所述底盘(409)可根据矿井运输条件，换装胶轮或钢轮，分别适用于车载运输和轨道运输矿井。
5.一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运方法，其特征在于，包括：
步骤一：系统连接与调整；将钻渣分离转运系统紧随定向钻机(7)布置，第一分离装置(1)与孔口集尘器(8)连接，第二分离装置(2)和井下瓦斯负压抽采管路(5)连接；调整垂直调整油缸(403)和水平调整油缸(406)伸出长度和角度，将转运装置(3)的排渣口(313)调整到合适的出渣位置，使排出钻渣可直接进入运煤皮带或溜槽(6)；
步骤二：钻渣分离；开启第二分离装置(2)的盘阀(211)，利用瓦斯抽采负压主动抽吸钻进后的含钻渣、瓦斯的污染空气；打开气动阀门A(104)，关闭气动阀门B(204)；开始空气定向钻进施工，在抽吸负压作用下，污染空气经孔口集尘器(8)进入第一分离装置(1)，大颗粒钻渣和部分气体从污染空气中分离并通过下部输出口A(103)进入集渣管(303)；中等及细颗粒钻渣、瓦斯和部分气体由上部输出口A(107)输送至第二分离装置(2)，与第二分离装置(2)内的分离挡片B(207)发生碰撞，中等颗粒钻渣分离，并在超声发生器(206)激发的超声振动下加速碰撞和沉降，细颗粒钻渣由过滤器(212)过滤，中等、细颗粒钻渣集聚在第二分离装置(2)的底部，瓦斯和气体由上部输出口B(208)被井下瓦斯负压抽采管路抽走；当第二分离装置(2)底部的钻渣集聚到一定数量时，开启气动阀门B(204)，将沉积的钻渣由下部输出口B(203)输送到集渣管(303)，然后关闭气动阀门B(204)。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运方法，其特征在于，还包括：
步骤三：钻渣转运；开启转运装置(3)的电动机(301)，带动螺旋转子(304)、万向轴(310)和螺杆转子(312)转动，并通过变速器(302)调整螺旋转子(304)、万向轴(310)和螺杆转子(312)转速；集渣管(303)内钻渣在转动的螺旋转子(304)带动下向输渣管(311)输送，并在螺杆转子(312)带动下由排渣口(313)排出；集渣管(303)中的气体由其上部的过滤口(307)排出。
7.根据权利要求5所述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运方法，其特征在于，还包括：钻渣分离过程中，利用安装在集渣管(303)上的有害气体监测器(306)实时监测过滤口(307)排出空气的瓦斯和一氧化碳含量；当有害气体含量少于预设阈值时，调小第二分离装置(2)上盘阀(211)开度，减小抽采负压；当有害气体超标时，关闭第一分离装置(1)下部输出口A(103)的气动阀门A(104)，同时调大第二分离装置(2)盘阀(211)开度，增大抽采负压。
8.根据权利要求5所述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运方法，其特征在于，
还包括：定期进行过滤器(212)清洗，即关闭第二分离装置(2)上的盘阀(211)，打开过滤器(212)上的进气阀门(209)，使用气体反向冲洗过滤器(212)，防止过滤器(212)堵塞；定期进行第一分离装置(1)和第二分离装置(2)清洗，关闭第二分离装置(2)上的盘阀(211)，打开气动阀门A(104)和气动阀门B(204)，然后打开清洗口的控制阀门A(109)和控制阀门B(213)，使用气体或液体冲洗第一分离装置(1)和第二分离装置(2)内部沉积的钻渣。
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