CN114233218A - 一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法 - Google Patents

一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114233218A
CN114233218A CN202111451048.0A CN202111451048A CN114233218A CN 114233218 A CN114233218 A CN 114233218A CN 202111451048 A CN202111451048 A CN 202111451048A CN 114233218 A CN114233218 A CN 114233218A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
drilling
flexible pipe
coal mine
gate valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111451048.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114233218B (zh
Inventor
刘智
李泉新
刘建林
王四一
许超
方俊
储志伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG
Original Assignee
Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG filed Critical Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG
Priority to CN202111451048.0A priority Critical patent/CN114233218B/zh
Publication of CN114233218A publication Critical patent/CN114233218A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114233218B publication Critical patent/CN114233218B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/01Arrangements for handling drilling fluids or cuttings outside the borehole, e.g. mud boxes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/005Waste disposal systems

Abstract

本发明公开了一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法,所述系统包括钻渣收集装置、第一柔性管、转运装置、第二柔性管、排渣器和悬吊绳组成,其中,钻渣收集装置与转运装置通过第一柔性管连接;所述转运装置与排渣器通过第二柔性管连接;所述悬吊绳平行设置在输送带的正上方;所述排渣器通过滚轮组件悬挂在悬吊绳上,可沿悬吊绳移动。采用本发明的系统及方法,钻渣从钻孔口到运出的整个中间过程实现了全自动收集和运输,大大节省了人力和耗费的时间。同时,钻渣从钻孔口到输送带的整个中间过程实现了全封闭,防止钻渣及粉尘和污水对施工环境造成污染,非常有效地改善了现场施工环境。

Description

一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法
技术领域
本发明涉及一种自动排渣系统及方法,尤其是涉及煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法。
背景技术
近年来,随着煤矿自动化、智能化的发展,煤矿井下钻孔施工过程的自动化程度有了很大提升,具有自主钻进、自动加卸钻杆等功能的自动化钻机已经广泛应用于煤矿生产。但在钻孔施工的必要环节中,钻渣清理方面的研究较少,基本还处于人工劳动阶段。当前钻渣清理的方法是人工将钻渣从地面或沉淀箱内收集,装车或装袋再运送到指定设备进行转运。这种钻渣清理的方式需要多人协作,人工劳动强度大,并且钻渣清理与钻进工序交替进行,钻渣清理花费的时间占到钻孔施工总时间的1/4左右,严重影响了正常钻进的施工效率。在防冲卸压钻孔施工或松软突出煤层钻孔施工过程中,由于存在地应力或瓦斯压力导致钻渣排出量是施工常规钻孔排渣量的2~3倍,人工清理钻渣耗时耗力的缺点尤为突出,因此,亟待研究一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统。
发明内容
针对上述现有施工技术的不足,本发明的目的在于,提供一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法,以解决钻孔施工过程中人工清理钻渣劳动强度大,以及耗时较大导致钻进施工效率低的问题。
本发明所采取如下的技术方案:
一方面,本发明提供了一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,包括钻渣收集装置、第一柔性管、转运装置、第二柔性管、排渣器和悬吊绳组成,其中,钻渣收集装置与转运装置通过第一柔性管连接;所述转运装置与排渣器通过第二柔性管连接;所述悬吊绳平行设置在输送带的正上方;所述排渣器通过滚轮组件悬挂在悬吊绳上,可沿悬吊绳移动。
进一步的,所述钻渣收集装置由收集器、连接座、两个第一弹簧和两个拉杆组成,其中,所述收集器两侧对称设置有两个耳座,连接座上表面对称设置有两对支座,每个所述拉杆将位于收集器一侧的一对支座、位于该对支座同侧的耳座和第一弹簧穿起固定,且该耳座和第一弹簧并列位于该对支座之间。
进一步的,所述收集器的上部为圆柱形的收集筒,下部为与收集筒内部联通的锥形体,收集筒的前后两端分别设有用于钻杆通过的通孔,该两个通孔上分别设置有孔口管和填料管;锥形体下方设置有第一柔性管接头。
进一步的,所述收集筒上设置有水雾喷头和负压管接头,所述水雾喷头与煤矿井下静压水管路连接;负压管接头连接煤矿井下负压除尘管路。
进一步的,所述孔口管上靠近收集筒的一端外部套有胶塞;所述填料管内壁为阶梯状,其后端内径大于前端内径,后端内壁上设置有内螺纹,所述填料管后端设有压盖,所述压盖上设置有与填料管后端的内螺纹相配合的外螺纹,压盖伸入填料管后端且两者螺纹连接,在填料管与压盖形成的空腔内安装盘根。
进一步的,所述转运装置包括安装架、第一闸阀、控制箱、固体输送泵和第二闸阀,其中,所述第一闸阀、固体输送泵和第二闸阀分别连接控制箱;所述固体输送泵安装在安装架中;所述第一闸阀和第二闸阀分别安装在固体输送泵的上端的吸入口及下端的排出口;所述固体输送泵的上端的吸入口及下端的排出口分别连接第一柔性管和第二柔性管。
进一步的,所述排渣器包括缓冲腔,缓冲腔的入口安装第二柔性管接头,缓冲腔上端通过滚轮组件安装在吊绳上;所述滚轮组件配置有气动马达,第二柔性管接头与第二柔性管连接,排渣器下端的排渣口正对输送带。
进一步的,所述滚轮组件包括U型框架、主动轮、被动轮、两个滑移块和至少四个第二弹簧,其中,所述气动马达安装在U型框架侧壁上,所述主动轮和被动轮位于U型框架内且主动轮与气动马达连接;两个滑移块对称设置在U型框架侧壁外且两者之间的连接轴穿过被动轮的轴心,所述被动轮在主动轮作用下绕该连接轴转动;位于连接轴下方的U型框架两个侧壁上分别设置有竖向的条形通孔;第二弹簧的下端连接滑移块,上端安装在U型框架上;悬吊绳从主动轮与被动轮之间的空隙穿过并被两者夹住。
进一步的,还包括活动安装在输送带上的振动筛,振动筛的高度低于排渣器。
另一方面,本发明还提供了一种采用上述本发明的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统进行自动排渣的方法,具体包括如下步骤:
步骤1:钻机控制机身向钻孔方向移动,机身带动连接座以及收集器共同向钻孔方向短距离移动,直到钻渣收集装置中的孔口管插入到钻孔内;机身继续向前移动,推动连接座挤压第一弹簧,第一弹簧压缩后推动收集器向钻孔内运动并挤压前端通孔的胶塞变形从而密封孔口;
步骤2:钻机控制钻杆开始钻进,该过程中转运装置启动并工作:(1)控制箱控制第一闸阀打开、第二闸阀闭合,固体输送泵将钻渣收集装置中的钻渣通过第一柔性管吸入到固体输送泵的腔体内;(2)控制箱控制第一闸阀闭合、第二闸阀打开,固体输送泵将腔体内的钻渣经第二柔性管排放到排渣器;
该过程中,如果是以压缩空气作为排渣介质钻进或干式螺旋钻进时,打开收集筒上的水雾喷头和负压管接头,水雾喷头向收集筒内连续喷洒水雾,负压管接头抽吸收集筒内夹带有浮尘的空气;
步骤4:开启并控制滚轮组件中的气动马达,控制滚轮组件带动排渣器沿吊绳移动到输送带的合适位置,排渣器中的钻渣排出;
该过程中,如果是使用清水排渣的情况下,控制排渣器移动到振动筛正上方,开启振动筛对钻渣进行固液分离。
相较于现有技术,本发明的技术效果如下:
从整体上来看,本发明采用依次相连的钻渣收集装置、第一柔性管、转运装置、第二柔性管、排渣器和悬吊绳,其中,采用安装在钻机机身前端的钻渣收集装置对钻渣进行完整收集,由转运装置将钻渣由第一柔性管抽吸到罐体内然后转换成正压排出罐体,然后再控制将钻渣由第二柔性管排放到排渣器;排渣器对钻渣进行缓冲防止其喷出,且能够沿悬吊绳在输送带的正上方移动,从而将搜集的钻渣排到输送带上运出。钻渣从钻孔口到运出的整个中间过程实现了全自动收集和运输,大大节省了人力和耗费的时间。同时,钻渣从钻孔口到输送带的整个中间过程实现了全封闭,防止钻渣及粉尘和污水对施工环境造成污染,非常有效地改善了现场施工环境。
从方案的各部分设计上看也各具特点和效果:
1、本发明采用固体输送泵做为钻渣转运的动力装置,钻孔施工过程中自动转运钻渣,钻孔施工过程与钻渣转运过程同时进行,有效减少了人工劳动强度,提高了钻进施工效率;
2、本发明中设置了钻渣收集装置,在钻孔孔口即进行钻渣收集,钻渣不会散落地面,可有效保护现场施工环境;
3、本发明在收集器中设置了负压管接头,用于连接煤矿井下负压除尘管路系统,在钻孔施工过程中清除孔内返出的悬浮在空气中的煤粉;
4、本发明采用固体输送泵做为钻渣转运的动力装置,固体输送泵可输送固体或固液混合物,本发明可用于以清水作为排渣介质的水力钻进,也可用于以压缩空气作为排渣介质的空气钻进,还可用于不使用排渣介质的干式螺旋钻进,应用范围广。
5、本发明采用柔性管路输送钻渣,柔性管路可根据现场空间情况灵活布置,占用空间小,使用方便。
附图说明
图1为本发明的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统的结构示意图;
图2为钻渣收集装置结构示意图;
图3为钻渣收集装置零部件组成示意图;
图4为钻渣收集装置与机身连接结构示意图;
图5为收集器内部结构剖视图;
图6为收集器的结构示意图;
图7为转运装置的结构示意图;
图8为排渣器的结构示意图;
图9为图8的左视图;
图10为滚轮组件的结构示意图;
图11为图10的左视图;
图12为本发明的装置处理以清水为排渣介质的示意图;
图13为收集器内部结构剖视图中填料管处的局部放大图。
附图标记:1、煤壁,2、钻渣收集装置,3、第一柔性管,4、转运装置,5、第二柔性管,6、输送带,7、排渣器,8、悬吊绳,9、收集器,10、连接座,11、第一弹簧,12、拉杆,13、钻杆,14、压盖,15、填料管,16、水雾喷头,17、负压管接头,18、胶塞,19、孔口管,20、锥形体,21、第一柔性管接头,22、安装架,23、第一闸阀,24、控制箱,25、固体输送泵,26、第二闸阀,27、滚轮组件,28、第二柔性管接头,29、排渣口,30、缓冲腔,31、侧板,32、气动马达,33、主动轮,34、第二弹簧,35、滑移块,36、框架,37、被动轮,38、振动筛,39、耳座,40、支座,41、机身,42、动力头,43、夹持器,44、收集筒,45、盘根。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细描述;应当理解,优选实施例仅为了说明本发明,而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示,本发明的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,包括钻渣收集装置2、第一柔性管3、转运装置4、第二柔性管5、排渣器7和悬吊绳8组成,其中,钻渣收集装置2与转运装置4通过第一柔性管3连接;转运装置4与排渣器7通过第二柔性管5连接;悬吊绳8平行设置在输送带6的正上方;排渣器7通过滚轮组件27悬挂在悬吊绳8上,可沿悬吊绳8移动。
上述方案中,钻渣收集装置2用于在钻进过程中收集钻孔内返出的钻渣,转运装置4用于将钻渣收集装置2收集的钻渣转运到排渣器7中,排渣器7用于将转运装置4转运来的钻渣排放到输送带6上;悬吊绳8和滚轮组件27用于实现排渣器7在输送带6的正上方移动,保证钻渣排放到输送带6上。上述方案在使用时,钻渣收集装置2通过连接座10连接在钻机给进机身前端,孔口管19插入到钻孔内。
由上,本发明采用了依次相连的钻渣收集装置2第一柔性管3、转运装置4、第二柔性管5、排渣器7和悬吊绳8,其中,采用安装在钻机机身前端的钻渣收集装置2对钻渣进行完整收集,由转运装置4将钻渣由第一柔性管3抽吸到罐体内然后再将钻渣由第二柔性管5排放到排渣器7;排渣器7对钻渣进行缓冲防止其喷出,且能够沿悬吊绳8在输送带6的正上方移动,从而将搜集的钻渣排到输送带6上运出。钻渣从钻孔口到运出的整个中间过程实现了全自动收集和运输,大大节省了人力和耗费的时间。同时,钻渣从钻孔口到输送带6的整个中间过程实现了全封闭,防止钻渣及粉尘和污水对施工环境造成污染,非常有效地改善了现场施工环境。
如图2、图3所示,钻渣收集装置2由收集器9、连接座10、两个第一弹簧11和两个拉杆12组成,其中,收集器9两侧对称设置有两个耳座39,连接座10上表面对称设置有两对支座40,每个拉杆12将位于收集器9一侧的一对支座40、位于该对支座40同侧的耳座39和第一弹簧11穿起固定,且该耳座39和第一弹簧11并列位于该对支座40之间。上述技术方案中,连接座10用于将钻渣收集装置2连接在钻机的机身41的前端。
如图5、图6和图13所示,收集器9的上部为圆柱形的收集筒44,下部为与收集筒44内部联通的锥形体20,收集筒44的前后两端分别设有用于钻杆通过的通孔,该两个通孔上分别设置有孔口管19和填料管15。其中,孔口管19为刚性直管,使用时将其插入钻孔内,钻机钻进时钻杆13从收集筒44中横穿并穿过孔口管19进行钻进。钻进过程中,钻渣从孔口管19与钻杆13之间的环状间隙排出并落入到锥形体20内。优选的,孔口管19上靠近收集筒44的一端外部套有胶塞18(软质橡胶材质),用于轴向挤压变形后密封钻孔孔口;填料管15内壁为阶梯状,其后端内径大于前端内径,后端内壁上设置有内螺纹,前端内径的作用是供钻杆13穿过,填料管后端设有压盖14,压盖上设置有与填料管15后端内径上的内螺纹相配合的外螺纹,压盖14伸入填料管15后端且两者螺纹连接,同时,在填料管15与压盖14形成的空腔内安装盘根45,旋紧压盖14可由后向前将盘根45压缩变形使盘根与其内穿过的钻杆13更加紧密,从而密封了钻杆13外壁与填料管15内壁的环形空间,防止孔内瓦斯突出时钻渣从填料管15的端口喷出;收集筒44上设置有水雾喷头16和负压管接头17,水雾喷头16与煤矿井下静压水管路连接,用于以压缩空气作为排渣介质钻进或干式螺旋钻进时向钻孔内返出的钻渣持续喷洒水雾,使钻渣具有一定的含水量,防止钻渣在自动排渣系统内输送过程中自燃;负压管接头17连接煤矿井下负压除尘管路,用于抽吸钻孔内返出的夹带有浮尘的空气。锥形体20下方设置有第一柔性管接头21,用于连接第一柔性管3。
如图4所示,钻机的机身41上设有夹持器43和动力头42,动力头42和夹持器43上都设置有用于穿过钻杆13的中心通孔,该中心通孔与钻渣收集装置2的收集器9上的通孔同轴。动力头42可沿机身41上设置的导轨往复移动以此推动钻杆13向前钻进,夹持器43固定安装在机身41上对钻杆13进行支承。上述技术方案中,可由钻机控制机身41向钻孔方向移动,机身41带动连接座10以及收集器9共同向钻孔方向移动,直到钻渣收集装置2中的孔口管19插入到钻孔内。机身41继续向前运动,推动连接座10挤压第一弹簧11,第一弹簧11压缩后推动收集器9向孔内运动并挤压孔口的胶塞18变形从而密封孔口。由于钻进过程中孔内钻具会向动力头42持续施加反作用力,动力头42会将作用力传递到机身41,连接座10会出现小幅度的振动现象,第一弹簧11的作用是向收集器9持续施加沿钻孔方向的作用力,保证孔口胶塞18密封严密,同时,由于第一弹簧11的缓冲作用,也保护了孔口管19在插入到钻孔过程中不容易被损坏。
如图7所示,转运装置4包括安装架22、第一闸阀23、控制箱24、固体输送泵25和第二闸阀26,其中,固体输送泵25安装在安装架22中;第一闸阀23和第二闸阀26分别安装在固体输送泵25的上端的吸入口及下端的排出口,且分别连接控制箱24;固体输送泵25的上端的吸入口及下端的排出口分别连接第一柔性管3和第二柔性管5。上述技术方案中,固体输送泵25是转运装置4中的关键部件,其工作原理是利用压缩空气驱动,在固体输送泵25内部形成真空,将钻渣抽吸到罐体内,然后转换成正压再将钻渣排出罐体;第一闸阀23用于控制固体输送泵25吸入口的开闭,第二闸阀26用于控制固体输送泵25排出口的开闭,第一闸阀23和第二闸阀26的开闭动作均由控制箱24控制。转运装置4工作流程如下:(1)控制箱24控制第一闸阀23打开、第二闸阀26闭合,固体输送泵25将钻渣收集装置2中的钻渣通过第一柔性管3吸入到固体输送泵25的腔体内;(2)控制箱24控制第一闸阀23闭合、第二闸阀26打开,固体输送泵25将腔体内的钻渣经第二柔性管5排放到排渣器7。
如图8、图9所示,排渣器7包括缓冲腔30,缓冲腔30的入口安装第二柔性管接头28,缓冲腔30上端通过滚轮组件27安装在吊绳8上,滚轮组件27配置有气动马达32,第二柔性管接头28与第二柔性管5连接,设置于排渣器7下端的排渣口29正对输送带6。上述技术方案中,气动马达32带动滚轮组件27可沿悬吊绳8移动,当输送带6停止运转时,排渣器7可在输送带6上方的一定长度范围内排放钻渣。固体输送泵25是利用压缩空气将转运装置4中的钻渣排出,排出的钻渣混有部分压缩空气并且带有一定的动能,从第二柔性管5排出时会有喷射现象,排渣器7的作用是防止钻渣喷射。钻渣从第二柔性管5喷出后撞击在缓冲腔30的侧板31上,再由重力作用下经排渣口29掉落在输送带6上。
如图10、11所示,滚轮组件27包括U型框架36、主动轮33、被动轮37、两个滑移块35和至少四个第二弹簧34,其中,气动马达32安装在U型框架36侧壁上,主动轮33和被动轮位于U型框架36内且主动轮33与气动马达32连接;两个滑移块35对称设置在U型框架36侧壁外且两者之间的连接轴穿过被动轮37的轴心,被动轮37在主动轮33作用下绕该连接轴转动;位于连接轴下方的U型框架36两个侧壁上分别设置有竖向的条形通孔;第二弹簧34的下端连接滑移块35,上端安装在U型框架上;悬吊绳8从主动轮33与被动轮37之间的空隙穿过并被两者夹住。上述技术方案中,气动马达32带动主动轮33转动,从而使滚轮组件27在悬吊绳8上移动。当滚轮组件27通过悬吊绳8的粗径接箍处时,被动轮37向下移动从而将第二弹簧24的长度拉长,保证滚轮组件27顺利通过,第二弹簧24的作用下,不仅能够在悬吊绳8的粗径接箍处顺利通过,且始终保证该过程中滚轮组件27与吊绳8的紧密程度,避免吊绳8从33主动轮和从动轮37之间滑脱出来。
优选的,本发明还包括活动安装在输送带6上的振动筛38,振动筛38的高度低于排渣器7。振动筛38用于在使用清水排渣的情况下,对排渣器7排出的煤水混合物进行煤水分离,被分离出的钻渣再排放到输送带6上,分离出来的污水排到振动筛38的排水装置中。
实施例:
煤矿井下钻孔施工的排渣方式主要有三种,一是使用带有一定压力的清水作为排渣介质,清水经钻具内孔进入孔底,携带钻渣从孔内排出;二是采用压缩空气作为排渣介质,压缩空气经钻具内孔进入孔底,钻渣在压缩空气的带动下移运至孔口,实现排渣;三是干式螺旋钻进方式排渣,这种方法不使用排渣介质,钻渣在钻杆螺旋叶片的推动下从孔内排出。如图12所示,使用清水排渣时,孔内返出的煤水混合物先排放到振动筛38上进行煤水分离,被分离出的钻渣再排放到输送带6上运输。使用压缩空气钻进或干式螺旋钻进方式排渣时,钻渣可直接排放在输送带6上。
采用上述本发明的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统进行自动排渣的方法,具体包括如下步骤:
步骤1:钻机控制机身41向钻孔方向移动,机身41带动连接座10以及收集器9共同向钻孔方向短距离移动,直到钻渣收集装置2中的孔口管19插入到钻孔内;机身41继续向前移动,推动连接座10挤压第一弹簧11,第一弹簧11压缩后推动收集器9向钻孔内运动并挤压前端通孔的胶塞18变形从而密封孔口;
步骤2:钻机控制钻杆13开始钻进,该过程中转运装置4启动并工作:(1)控制箱24控制第一闸阀23打开、第二闸阀26闭合,固体输送泵25将钻渣收集装置2中的钻渣通过第一柔性管3吸入到固体输送泵25的腔体内;(2)控制箱24控制第一闸阀23闭合、第二闸阀26打开,固体输送泵25将腔体内的钻渣经第二柔性管5排放到排渣器7;
该过程中,如果是以压缩空气作为排渣介质钻进或干式螺旋钻进时,打开收集筒44上的水雾喷头16和负压管接头17,水雾喷头16向收集筒44内连续喷洒水雾,负压管接头17抽吸收集筒44内夹带有浮尘的空气。
步骤4:开启并控制滚轮组件27中的气动马达32,控制滚轮组件27带动排渣器7沿吊绳8移动到输送带6的合适位置,排渣器7中的钻渣排出。
该过程中,如果是使用清水排渣的情况下,控制排渣器7移动到振动筛38正上方,开启振动筛38对钻渣进行固液分离。
最后应说明的是:显然、上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例、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。而由此所引申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 (10)

1.一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,其特征在于,包括钻渣收集装置、第一柔性管、转运装置、第二柔性管、排渣器和悬吊绳组成,其中,钻渣收集装置与转运装置通过第一柔性管连接;所述转运装置与排渣器通过第二柔性管连接;所述悬吊绳平行设置在输送带的正上方;所述排渣器通过滚轮组件悬挂在悬吊绳上,可沿悬吊绳移动。
2.如权利要求1所述的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,其特征在于,所述钻渣收集装置由收集器、连接座、两个第一弹簧和两个拉杆组成,其中,所述收集器两侧对称设置有两个耳座,连接座上表面对称设置有两对支座,每个所述拉杆将位于收集器一侧的一对支座、位于该对支座同侧的耳座和第一弹簧穿起固定,且该耳座和第一弹簧并列位于该对支座之间。
3.如权利要求1所述的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,其特征在于,所述收集器的上部为圆柱形的收集筒,下部为与收集筒内部联通的锥形体,收集筒的前后两端分别设有用于钻杆通过的通孔,该两个通孔上分别设置有孔口管和填料管;锥形体下方设置有第一柔性管接头。
4.如权利要求3所述的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,其特征在于,所述收集筒上设置有水雾喷头和负压管接头,所述水雾喷头与煤矿井下静压水管路连接;负压管接头连接煤矿井下负压除尘管路。
5.如权利要求3所述的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,其特征在于,所述孔口管上靠近收集筒的一端外部套有胶塞;所述填料管内壁为阶梯状,其后端内径大于前端内径,后端内壁上设置有内螺纹,所述填料管后端设有压盖,所述压盖上设置有与填料管后端的内螺纹相配合的外螺纹,压盖伸入填料管后端且两者螺纹连接,在填料管与压盖形成的空腔内安装盘根。
6.如权利要求1所述的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,其特征在于,所述转运装置包括安装架、第一闸阀、控制箱、固体输送泵和第二闸阀,其中,所述第一闸阀、固体输送泵和第二闸阀分别连接控制箱;所述固体输送泵安装在安装架中;所述第一闸阀和第二闸阀分别安装在固体输送泵的上端的吸入口及下端的排出口;所述固体输送泵的上端的吸入口及下端的排出口分别连接第一柔性管和第二柔性管。
7.如权利要求1所述的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,其特征在于,所述排渣器包括缓冲腔,缓冲腔的入口安装第二柔性管接头,缓冲腔上端通过滚轮组件安装在吊绳上;所述滚轮组件配置有气动马达,第二柔性管接头与第二柔性管连接,排渣器下端的排渣口正对输送带。
8.如权利要求1所述的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,其特征在于,所述滚轮组件包括U型框架、主动轮、被动轮、两个滑移块和至少四个第二弹簧,其中,所述气动马达安装在U型框架侧壁上,所述主动轮和被动轮位于U型框架内且主动轮与气动马达连接;两个滑移块对称设置在U型框架侧壁外且两者之间的连接轴穿过被动轮的轴心,所述被动轮在主动轮作用下绕该连接轴转动;位于连接轴下方的U型框架两个侧壁上分别设置有竖向的条形通孔;第二弹簧的下端连接滑移块,上端安装在U型框架上;悬吊绳从主动轮与被动轮之间的空隙穿过并被两者夹住。
9.如权利要求1所述的用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统,其特征在于,还包括活动安装在输送带上的振动筛,振动筛的高度低于排渣器。
10.一种采用所述权利要求1~9中任一项用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统进行自动排渣的方法,具体包括如下步骤:
步骤1:钻机控制机身向钻孔方向移动,机身带动连接座以及收集器共同向钻孔方向短距离移动,直到钻渣收集装置中的孔口管插入到钻孔内;机身继续向前移动,推动连接座挤压第一弹簧,第一弹簧压缩后推动收集器向钻孔内运动并挤压前端通孔的胶塞变形从而密封孔口;
步骤2:钻机控制钻杆开始钻进,该过程中转运装置启动并工作:(1)控制箱控制第一闸阀打开、第二闸阀闭合,固体输送泵将钻渣收集装置中的钻渣通过第一柔性管吸入到固体输送泵的腔体内;(2)控制箱控制第一闸阀闭合、第二闸阀打开,固体输送泵将腔体内的钻渣经第二柔性管排放到排渣器;
该过程中,如果是以压缩空气作为排渣介质钻进或干式螺旋钻进时,打开收集筒上的水雾喷头和负压管接头,水雾喷头向收集筒内连续喷洒水雾,负压管接头抽吸收集筒内夹带有浮尘的空气;
步骤4:开启并控制滚轮组件中的气动马达,控制滚轮组件带动排渣器沿吊绳移动到输送带的合适位置,排渣器中的钻渣排出;
该过程中,如果是使用清水排渣的情况下,控制排渣器移动到振动筛正上方,开启振动筛对钻渣进行固液分离。
CN202111451048.0A 2021-12-01 2021-12-01 一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法 Active CN114233218B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111451048.0A CN114233218B (zh) 2021-12-01 2021-12-01 一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111451048.0A CN114233218B (zh) 2021-12-01 2021-12-01 一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114233218A true CN114233218A (zh) 2022-03-25
CN114233218B CN114233218B (zh) 2023-11-21

Family

ID=80752460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111451048.0A Active CN114233218B (zh) 2021-12-01 2021-12-01 一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114233218B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB700953A (en) * 1950-11-27 1953-12-16 Distington Engineering Co Improvements in or relating to mucking machines
CN2674063Y (zh) * 2003-12-31 2005-01-26 济宁市水利机械公司 龙门架式工程钻机
CN102296937A (zh) * 2011-08-04 2011-12-28 中国矿业大学 一种湿式孔口涡流集控尘装置及方法
CN102305096A (zh) * 2011-09-13 2012-01-04 中煤科工集团西安研究院 中风压空气钻进除尘系统
CN103352718A (zh) * 2013-07-29 2013-10-16 河南理工大学 全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统及方法
CN103924977A (zh) * 2014-02-27 2014-07-16 中铁工程装备集团有限公司 中心立柱全断面竖井钻机
CN104453751A (zh) * 2014-12-20 2015-03-25 湖南科技大学 煤巷钻孔施工防突集尘排渣一体化装置
CN104929549A (zh) * 2015-07-07 2015-09-23 淮南矿业(集团)有限责任公司 井下钻孔防喷除尘装置
CN109399213A (zh) * 2018-11-15 2019-03-01 中铁工程装备集团有限公司 一种真空吸料输送泵系统
CN110500035A (zh) * 2019-09-09 2019-11-26 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB700953A (en) * 1950-11-27 1953-12-16 Distington Engineering Co Improvements in or relating to mucking machines
CN2674063Y (zh) * 2003-12-31 2005-01-26 济宁市水利机械公司 龙门架式工程钻机
CN102296937A (zh) * 2011-08-04 2011-12-28 中国矿业大学 一种湿式孔口涡流集控尘装置及方法
CN102305096A (zh) * 2011-09-13 2012-01-04 中煤科工集团西安研究院 中风压空气钻进除尘系统
CN103352718A (zh) * 2013-07-29 2013-10-16 河南理工大学 全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统及方法
CN103924977A (zh) * 2014-02-27 2014-07-16 中铁工程装备集团有限公司 中心立柱全断面竖井钻机
CN104453751A (zh) * 2014-12-20 2015-03-25 湖南科技大学 煤巷钻孔施工防突集尘排渣一体化装置
CN104929549A (zh) * 2015-07-07 2015-09-23 淮南矿业(集团)有限责任公司 井下钻孔防喷除尘装置
CN109399213A (zh) * 2018-11-15 2019-03-01 中铁工程装备集团有限公司 一种真空吸料输送泵系统
CN110500035A (zh) * 2019-09-09 2019-11-26 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨虎伟等: "井下定向钻进随钻螺旋解卡工具的研制及应用", 煤矿安全, vol. 49, no. 2, pages 96 - 99 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114233218B (zh) 2023-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114439393B (zh) 碎软煤层气动定向钻进用防喷及粉尘钻渣处理系统
CN103662858A (zh) 一种散料无尘装卸料装置
CN114233218A (zh) 一种用于煤矿井下钻孔施工的自动排渣系统及方法
CN219051654U (zh) 一种可自动清理的管道式浆料除铁器
CN113062703B (zh) 钻孔冲孔用三防成套装备
CN110500035B (zh) 煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法
CN112554818B (zh) 井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置及使用方法
CN208799886U (zh) 肥料尾气除尘装置
CN220298811U (zh) 一种基于粉料包装设备的动力系统
CN107032144B (zh) 基于气力与机械组合输送技术的散料连续卸船机
CN112535916A (zh) 一种除尘装置
CN206715547U (zh) 一种带便捷式储灰筒的脉冲式滤筒除尘器
CN220282835U (zh) V型气力输灰泵
CN110538497A (zh) 一种负压抽放移动式水渣分离装置
KR200358098Y1 (ko) 흡입공기를 이용한 상수도관 세척장치 및 그 공법
CN220844130U (zh) 一种带式煤矿输送机
CN209335426U (zh) 一种钢带立式抛丸清理机
CN213953673U (zh) 矿井煤浆清理装置
CN218460332U (zh) 一种煤矿井下高效的除尘设备
CN218191642U (zh) 电厂燃料上料用除尘装置
CN220577885U (zh) 糊状树脂降粘剂加料装置
CN110657081B (zh) 用于河道环境治理的泥浆抽取设备
CN214454731U (zh) 一种煤矿用输送机
CN220299744U (zh) 一种煤粉输送系统
CN211414839U (zh) 橡胶履带连续通过式抛丸清理机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Liu Zhi

Inventor after: Li Quanxin

Inventor after: Liu Jianlin

Inventor after: Wang Siyi

Inventor after: Xu Chao

Inventor after: Fang Jun

Inventor after: Chu Zhiwei

Inventor before: Liu Zhi

Inventor before: Li Quanxin

Inventor before: Liu Jianlin

Inventor before: Wang Siyi

Inventor before: Xu Chao

Inventor before: Fang Jun

Inventor before: Chu Zhiwei

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant