CN114352340A - 反井钻井下部工作面除尘系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开反井钻井下部工作面除尘系统，包括巷道，所述巷道的顶部设置有管路、自清洗过滤器和水幕喷嘴，所述管路的进水口与可移动式主机相连接，所述自清洗过滤器设置在所述管路上靠近进水口的一端，所述管路上流体导通有水幕喷管，所述水幕喷嘴设置在所述水幕喷管上；本发明，通过设置自清洗过滤器，可以在水流进入水幕喷嘴前进行过滤，防止水流中的杂质对水幕喷嘴造成堵塞，并且可以使喷出的水幕含杂量更低，能够吸收更多的粉尘，提高除尘效率；并且通过设置自清洗过滤器，巷道排水沟内的水经过简单的处理即可再次由高压水泵送入自清洗过滤器内进行过滤，进而多次使用，能够节省水资源。

Description

反井钻井下部工作面除尘系统

技术领域

本发明涉及巷道除尘技术领域。具体地说是反井钻井下部工作面除尘系统。

背景技术

反井法是一种自下而上掘进的竖井施工方式，施工中破碎的岩石自由下落到底部巷道内，在岩石破碎及下落过程中会产生大量的粉尘，对井下巷道环境和员工造成危害，严重时会影响井下工作面施工。

目前急需一种井下巷道内的自动除尘装置，在反井施工过程中对渣石下落产生的粉尘进行有效过滤，最大程度地减小对井下其它工作面施工的影响。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有自动清理功能的反井钻井下部工作面除尘系统。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

反井钻井下部工作面除尘系统，包括巷道，所述巷道的顶部设置有管路、自清洗过滤器和水幕喷嘴，所述管路的进水口与可移动式主机相连接，所述自清洗过滤器设置在所述管路上靠近进水口的一端，所述管路上流体导通有水幕喷管，所述水幕喷嘴设置在所述水幕喷管上；所述水幕喷嘴的出水端朝向所述巷道的底部设置，所述水幕喷嘴在所述巷道的截面上形成水幕。

上述反井钻井下部工作面除尘系统，所述水幕喷管的数量为三个，三个所述水幕喷管上均设置有九个所述水幕喷嘴，同一个所述水幕喷管上相邻两个所述水幕喷嘴之间的距离为2-5m，水幕喷嘴之间的距离根据巷道断面大小决定，断面越大，水幕之间距离也越大，多层水幕互相配合能够整体形成较厚的水幕墙，所述管路靠近出水口的一端设置有阀门；其中水幕喷嘴之间的实际距离由巷道宽度而定，同一个水幕喷管上的多个水幕喷嘴等间距等角度分布；所述水幕喷嘴的喷射方向朝向粉尘来向并且所述水幕喷嘴的喷射方向与粉尘来向的夹角A为30度-45度，具体角度可以根据粉尘流速具体设定，粉尘流速越大角度A越小，粉尘流动对喷出的水雾施加压力，使得水雾走向向着巷道横截面靠拢，从而确保喷雾能够形成沿巷道横截面的封闭水幕，从而使得除尘更为彻底。

上述反井钻井下部工作面除尘系统，所述可移动式主机的内部设置有控制器和高压水泵，所述管路的进水口与所述高压水泵的出水口流体导通。

上述反井钻井下部工作面除尘系统，所述自清洗过滤器包括过滤箱、进水管、出水管和高压水管；所述进水管和所述出水管分别固定安装在所述过滤箱的两端，所述进水管上固定安装有排污进水管，所述过滤箱上靠近所述出水管的一端固定安装有排污出水管，所述排污进水管与所述排污出水管之间通过所述高压水管流体导通；所述进水管上设置有进水口控制阀门，所述出水管上设置有出水口控制阀门，所述排污出水管上设置有排污出水管控制阀门；所述过滤箱的底部靠近所述进水管的一端固定安装有排污管，所述排污管上设置有排污管控制阀门；所述过滤箱的底部固定安装有电机，所述电机的输出轴伸入到所述过滤箱的内部与支撑环的侧边固定连接，所述支撑环的直径小于所述过滤箱的内径，所述支撑环与所述过滤箱同轴，所述支撑环的内部固定安装有粗滤网，所述支撑环的外缘固定安装有滤网套，所述滤网套的外径与所述过滤箱的外径相等，且所述滤网套的外壁与所述过滤箱的内侧壁密封配合；所述过滤箱的内部靠近所述出水管的位置固定安装有细滤网，所述细滤网的两侧均设置有第一压差变送器，所述粗滤网的两侧均设置有第二压差变送器。

上述反井钻井下部工作面除尘系统，所述进水口控制阀门设置在所述排污进水管与所述进水管的连接处和所述进水管的出水端之间；所述电机位于所述排污管背离所述进水管的一侧，所述细滤网位于所述排污出水管背离所述出水管的一侧。

上述反井钻井下部工作面除尘系统，所述进水口控制阀门、所述出水口控制阀门、所述排污出水管控制阀门、所述排污管控制阀门、所述电机、所述第一压差变送器和所述第二压差变送器均通过信号线与电控箱相连接。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1、本发明，通过设置自清洗过滤器，可以在水流进入水幕喷嘴前进行过滤，防止水流中的杂质对水幕喷嘴造成堵塞，并且可以使喷出的水幕含杂量更低，能够吸收更多的粉尘，提高除尘效率；并且通过设置自清洗过滤器，巷道排水沟内的水经过处理即可再次由高压水泵送入自清洗过滤器内进行过滤，进而多次使用，能够节省水资源。

2、本发明，通过在细滤网的两侧设置第一压差变送器，当细滤网上积累足够杂质层后，两侧的压差达到过滤器预设值，电控箱会控制进水口控制阀门和出水口控制阀门关闭，排污出水管控制阀门和排污管控制阀门打开，清水由高压水管进入过滤箱内，对细滤网和粗滤网上的杂质层进行冲洗，污水和杂质由排污管排出，能够自动对过滤箱进行清洗，防止过滤箱发生堵塞等情况；通过将粗滤网安装在支撑环内，并在粗滤网的两侧设置第二压差变送器，在两个滤网之间的杂质和污物积累过多时，在对其进行冲洗时，太多的杂质和污物会对粗滤网造成堵塞，进而粗滤网的两侧会产生压差，这时电机就会带动粗滤网进行转动，使杂质和污物通过，一定时间后，电机带动粗滤网回位，支撑环外缘的滤网套不仅可以保证支撑环可以转动，还可以防止水流直接从支撑环与过滤箱之间通过。

3、本发明，通过将水幕喷嘴的喷射方向设置成与粉尘来向呈30度-45度夹角，可以使水幕更充分的对粉尘进行吸附；通过设置可以自由调整角度的水幕喷嘴，可以使本装置适应不同流向的粉尘。

附图说明

图1本发明水幕除尘装置布置结构示意图；

图2本发明正常过滤状态结构示意图；

图3本发明反洗排污状态结构示意图；

图4本发明粗滤网结构示意图；

图5本发明巷道侧面剖视结构示意图；

图6本发明巷道俯面剖视结构示意图。

图中附图标记表示为：1-巷道；2-管路；3-自清洗过滤器；4-水幕喷嘴；5-可移动式主机；6-水幕喷管；7-阀门；8-过滤箱；9-进水管；10-出水管；11-高压水管；12-排污进水管；13-排污出水管；14-进水口控制阀门；15-出水口控制阀门；16-排污出水管控制阀门；17-排污管；18-排污管控制阀门；19-电机；20-支撑环；21-粗滤网；22-滤网套；23-细滤网；24-第一压差变送器；25-第二压差变送器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例反井钻井下部工作面除尘系统，如图1-3所示，包括巷道1，巷道1的顶部设置有管路2、自清洗过滤器3和水幕喷嘴4，管路2的进水口与可移动式主机5相连接，自清洗过滤器3设置在管路2上靠近进水口的一端，管路2上流体导通有水幕喷管6，水幕喷嘴4设置在水幕喷管6上；水幕喷嘴4的出水端朝向巷道1的底部设置，水幕喷嘴4在巷道1的截面上形成水幕；水幕喷管6的数量为三个，三个水幕喷管6上均设置有九个水幕喷嘴4，同一个水幕喷管6上相邻两个水幕喷嘴4之间的距离为2-5m，管路2靠近出水口的一端设置有阀门7；水幕喷嘴4的喷射方向朝向粉尘来向并且水幕喷嘴4的喷射方向与粉尘来向的夹角A为30度-45度，具体角度可以根据粉尘流速具体设定，粉尘流速越大角度A越小，粉尘流动对喷出的水雾施加压力，使得水雾走向向着巷道1横截面靠拢，从而确保喷雾能够形成沿巷道1横截面的封闭水幕，从而使得除尘更为彻底；可移动式主机5的内部设置有控制器和高压水泵，管路2的进水口与高压水泵的出水口流体导通；自清洗过滤器3包括过滤箱8、进水管9、出水管10和高压水管11；进水管9和出水管10分别固定安装在过滤箱8的两端，进水管9上固定安装有排污进水管12，过滤箱8上靠近出水管10的一端固定安装有排污出水管13，排污进水管12与排污出水管13之间通过高压水管11流体导通；进水管9上设置有进水口控制阀门14，出水管10上设置有出水口控制阀门15，排污出水管13上设置有排污出水管控制阀门16；过滤箱8的底部靠近进水管9的一端固定安装有排污管17，排污管17上设置有排污管控制阀门18；过滤箱8的底部固定安装有电机19，电机19的输出轴伸入到过滤箱8的内部与支撑环20的侧边固定连接，支撑环20的直径小于过滤箱8的内径，支撑环20与过滤箱8同轴，支撑环20的内部固定安装有粗滤网21，支撑环20的外缘固定安装有滤网套22，滤网套22的外径与过滤箱8的外径相等，且滤网套22的外壁与过滤箱8的内侧壁密封配合；过滤箱8的内部靠近出水管10的位置固定安装有细滤网23，细滤网23的两侧均设置有第一压差变送器24，粗滤网21的两侧均设置有第二压差变送器25；进水口控制阀门14设置在排污进水管12与进水管9的连接处和进水管9的出水端之间；电机19位于排污管17背离进水管9的一侧，细滤网23位于排污出水管13背离出水管10的一侧；进水口控制阀门14、出水口控制阀门15、排污出水管控制阀门16、排污管控制阀门18、电机19、第一压差变送器24和第二压差变送器25均通过信号线与电控箱相连接。

工作原理：清水由高压水泵被送入自清洗过滤器3内，自清洗过滤器3在正常过滤状态下，清水会依次通过进水管9、粗滤网21、细滤网23和出水管10，然后进入三排水幕喷管6内再由多个水幕喷嘴4喷出圆柱体水幕，对粉尘进行吸附，最后携带有粉尘的水进入排水沟；在细滤网23上积累足够多杂质层时，细滤网23的两侧产生足够压差，第一压差变送器24将信号传递给电控箱，电控箱控制进水口控制阀门14和出水口控制阀门15关闭，排污出水管控制阀门16和排污管控制阀门18打开，清水会顺着高压水管11进入过滤箱8，再依次通过细滤网23和粗滤网21，会将两个滤网上的杂质冲掉最后又排污管17流出；反冲洗时，当粗滤网21和细滤网23之间杂质过多对粗滤网21造成阻塞时，粗滤网21两侧形成压差，电控箱控制电机19转动将粗滤网21转动，使杂质通过，一定时间后，粗滤网21恢复原位，细滤网23两侧压差平衡后，重新恢复正常过滤状态。

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专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (7)

1.反井钻井下部工作面除尘系统，包括巷道(1)，其特征在于，所述巷道(1)的顶部设置有管路(2)、自清洗过滤器(3)和水幕喷嘴(4)，所述管路(2)的进水口与可移动式主机(5)相连接，所述自清洗过滤器(3)设置在所述管路(2)上靠近进水口的一端，所述管路(2)上流体导通有水幕喷管(6)，所述水幕喷嘴(4)设置在所述水幕喷管(6)上；所述水幕喷嘴(4)的出水端朝向所述巷道(1)的底部设置，所述水幕喷嘴(4)在所述巷道(1)的截面上形成水幕。

2.根据权利要求1所述的反井钻井下部工作面除尘系统，其特征在于，所述水幕喷管(6)的数量为三个，三个所述水幕喷管(6)上均设置有九个所述水幕喷嘴(4)，同一个所述水幕喷管(6)上相邻两个所述水幕喷嘴(4)之间的距离为2-5m，所述管路(2)靠近出水口的一端设置有阀门(7)。

3.根据权利要求2所述的反井钻井下部工作面除尘系统，其特征在于，所述可移动式主机(5)的内部设置有控制器和高压水泵，所述管路(2)的进水口与所述高压水泵的出水口流体导通。

4.根据权利要求3所述的反井钻井下部工作面除尘系统，其特征在于，所述自清洗过滤器(3)包括过滤箱(8)、进水管(9)、出水管(10)和高压水管(11)；所述进水管(9)和所述出水管(10)分别固定安装在所述过滤箱(8)的两端，所述进水管(9)上固定安装有排污进水管(12)，所述过滤箱(8)上靠近所述出水管(10)的一端固定安装有排污出水管(13)，所述排污进水管(12)与所述排污出水管(13)之间通过所述高压水管(11)流体导通；所述进水管(9)上设置有进水口控制阀门(14)，所述出水管(10)上设置有出水口控制阀门(15)，所述排污出水管(13)上设置有排污出水管控制阀门(16)；所述过滤箱(8)的底部靠近所述进水管(9)的一端固定安装有排污管(17)，所述排污管(17)上设置有排污管控制阀门(18)；所述过滤箱(8)的底部固定安装有电机(19)，所述电机(19)的输出轴伸入到所述过滤箱(8)的内部与支撑环(20)的侧边固定连接，所述支撑环(20)的直径小于所述过滤箱(8)的内径，所述支撑环(20)与所述过滤箱(8)同轴，所述支撑环(20)的内部固定安装有粗滤网(21)，所述支撑环(20)的外缘固定安装有滤网套(22)，所述滤网套(22)的外径与所述过滤箱(8)的外径相等，且所述滤网套(22)的外壁与所述过滤箱(8)的内侧壁密封配合；所述过滤箱(8)的内部靠近所述出水管(10)的位置固定安装有细滤网(23)，所述细滤网(23)的两侧均设置有第一压差变送器(24)，所述粗滤网(21)的两侧均设置有第二压差变送器(25)。

5.根据权利要求4所述的反井钻井下部工作面除尘系统，其特征在于，所述进水口控制阀门(14)设置在所述排污进水管(12)与所述进水管(9)的连接处和所述进水管(9)的出水端之间；所述电机(19)位于所述排污管(17)背离所述进水管(9)的一侧，所述细滤网(23)位于所述排污出水管(13)背离所述出水管(10)的一侧。

6.根据权利要求5所述的反井钻井下部工作面除尘系统，其特征在于，所述进水口控制阀门(14)、所述出水口控制阀门(15)、所述排污出水管控制阀门(16)、所述排污管控制阀门(18)、所述电机(19)、所述第一压差变送器(24)和所述第二压差变送器(25)均通过信号线与电控箱相连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的反井钻井下部工作面除尘系统，其特征在于，所述水幕喷嘴(4)的喷射方向朝向粉尘来向并且所述水幕喷嘴(4)的喷射方向与粉尘来向的夹角A为30度-45度。

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