CN114809961A - 一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锚杆、锚索钻机工作除尘领域，具体涉及一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置及操作方法。该装置由外接钻头和集尘降噪装置两部分组成，其外接钻头由切割刀片、麻花钻、外环圈结构、钻头接口构成，集尘降噪装置由软胶垫层、消音板、软胶伸缩皮、伸缩杆、集尘袋、滤尘网、支撑骨架构成。该装置通过自身结构实现破碎煤岩壁钻孔过程粉尘的自动收集，而不需要负压吸风装置收集粉尘，简化现有钻孔集尘装置的复杂性。此外，该降噪除尘装置换接方便，尤其适用于破碎的煤岩壁。喇叭口状的外观设计既有利于粉尘的收集，又有利于噪音的消减。伸缩杆的设计有效控制钻杆方向，降低钻孔周围煤岩壁的破坏。

Description

一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置及操作方法

技术领域

本发明涉及隧道、巷道内锚杆、锚索钻机工作除尘领域，具体涉及一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置及操作方法。

背景技术

在巷道围岩的支护中，锚杆起到举足轻重的作用，是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分,它将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身。然而，在锚杆的打入过程中，由于锚杆长度过长，在连接钻机的情况下，长度的劣势会导致围岩处锚杆钻入的不稳定，导致钻孔处方向的不确定性，会对其周围的围岩造成破环，影响巷道的安全。

同时，在锚杆打入的过程中，一是钻机高速运转产生不可避免的噪音污染，二是锚杆与岩壁的摩擦、震动产生的噪音，会对一线工作人员产生极大的身心困扰，长期的噪音污染，会对矿上工作者的听力产生一定的危害。

在锚杆钻机工作时亦会产生煤岩粉尘，通过呼吸进入人体导致呼吸性疾病,；另外，对于具备爆炸性的粉尘,比如煤尘，当达到一定浓度时,还可能发生爆炸事故,从而引起严重的后果。因此，在锚杆钻机工作时一般都要进行除尘，而现有的锚杆机及进口厂家各种型号的锚杆机除尘系统主要采用的就是前置集成式的除尘系统，通过空气驱动装置形成的负压吸风效果，将带有粉尘的气体一同吸进除尘箱，并将出气口的一端伸入带有液体的舱室起到除尘的目的。

现有的授权公告号为CN20152973514.1的中国专利公开了一种锚杆钻机除尘装置，同样利用空气驱动装置有效的进行了粉尘的吸收，并通过带有液体的水箱进行除尘，空气动力装置需要强大的吸力，耗费大量的电力能源，且液体水箱的清理也需要人为的更换清洗，工作量较大。现有的授权公告号为CN201721475500.3的中国专利公开了一种锚杆钻机除尘装置，利用多舱室的设计来有效的进行粉尘的收集与去除，同时串联设计有消音设备，但是设备的体积庞大，对于矿上工作人员来说显得尤为困难，再加上巷道条件的恶劣，设备的移动安放会给工作人员带来一定的困难。因此，需要一种新的技术来解决上述问题。

发明内容

针对上述技术背景提到的不足，本发明的目的在于提供一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置及操作方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置，包括切割刀片、麻花钻、外环圈结构、钻头接口、软胶垫层、消音板、软胶伸缩皮、伸缩杆、集尘袋、支撑骨架、滤尘网。所述切割刀片、麻花钻、外环圈结构、钻头接口组成外接钻头，切割刀片为同一大小、高度；软胶垫层、消音板、软胶伸缩皮、伸缩杆、集尘袋、支撑骨架、滤尘网组成集尘降噪装置。

进一步的，所述钻头接口，钻头接口上连接有外环圈结构，外环圈结构端面设置有切割刀片，切割刀片大小高度一致的，钻头接口上表面中部设置有麻花钻。

进一步的，所述软胶垫层上连接有软胶伸缩皮，软胶伸缩皮内壁设置有消音板，消音板数量可以根据实际情况进行增减，消音板上开有消音孔洞，孔洞内填充有吸音材料，消音板靠近工作面的侧面设置有滤尘网，软胶伸缩皮，软胶伸缩皮靠近软胶垫层的下方连通有集尘袋，软胶伸缩皮上设置有伸缩杆，伸缩杆穿过消音板、滤尘网。滤尘网远离消音板的侧面设置有支撑骨架。

进一步的，所述软胶伸缩皮可在极限程度下随意拉伸收缩。

进一步的，所述伸缩杆为中空结构，伸缩杆内径由上往下逐渐加大设计。

进一步的，所述外环圈结构与软胶垫层内径大小相同。

进一步的，所述操作方法如下：

S1:将打钻机与外接钻头连接，进行外表面的平台构造，打出圆环状凹槽。

S2:将压缩状态的集尘降噪装置的软胶垫层套在S1所述的圆环凹槽内，用密封胶密封。

S3:将锚杆一端连接钻机，另外一端穿过伸缩杆对准插入麻花钻打好的孔口，对伸缩杆和锚杆之间进行密封处理。

S4:将集尘降噪装置拉伸，使装置处于负压吸附状态，开始锚杆钻机工作。

S5:在后续加锚杆的过程中，始终保证在锚杆钻机工作前，集尘降噪装置处于负压吸附状态。

S6:在某一处打好锚杆后，人为取下集尘袋进行粉尘的处理，移动装置，进行下一处的锚杆钻机工作。

有益效果如下：

本发明设计的一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置不需要空气动力装置来进行负压吸收，节省了大量的能源，可以将锚杆钻机头处产生的粉尘就近收集，集尘袋的设计方便工作人员随时更换清理，伸缩杆的设计，保证了锚杆前端的稳定性。此外，封闭的喇叭口外观设计以及消音板的作用有效的降低噪音给工作人员带来的困扰。本设计简单轻便，方便工作人员随时移动使用，对工作面环境要求低，方便工作人员使用。

附图说明

图1是本发明的外接钻头结构(a)以及集尘降噪装置结构(b)示意图；

图2是本发明的集尘降噪装置结构压缩状态示意图；

图3是本发明的消音板结构示意图；

图4是本发明的伸缩杆固定结构示意图；

图中标号说明：

切割刀片(1)、麻花钻(2)、外环圈结构(3)、钻头接口(4)、软胶垫层(5)、消音板(6)、软胶伸缩皮(7)、伸缩杆(8)、集尘袋(9)、消音孔洞(10)、支撑骨架(11)、滤尘网(12)。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置，该装置主要包括外接钻头和集尘降噪装置，在工作前，需要用钻机连接外接钻头，如图1(a)外接钻头包括钻头接口4，钻头接口4上连接有外环圈结构3，外环圈结构3端面设置有切割刀片1，切割刀片1大小高度一致的，钻头接口4上表面中部设置有麻花钻2。麻花钻2用于固定该外接钻头，在钻机带动下，该外接钻头会在煤壁或岩壁上切割出圆环条状凹槽，且凹槽底部平坦。

在构造好凹槽之后，集尘降噪装置可内嵌入凹槽内。如图1(b)、2、3、4所示，集尘降噪装置包括软胶垫层5，软胶垫层5上连接有软胶伸缩皮7，软胶伸缩皮7内壁设置有消音板6，消音板6可以根据实际情况进行增减，消音板6上开有消音孔洞10，消音板6靠近工作面的侧面设置有滤尘网12，软胶伸缩皮7靠近软胶垫层5的下方连通有集尘袋9。软胶伸缩皮7上设置有伸缩杆8，伸缩杆8为中空结构，伸缩杆8穿过消音板6、滤尘网12。滤尘网12远离消音板6的侧面设置有支撑骨架11，支撑骨架11可以辅助支撑伸缩杆8。

集尘降噪装置的外喇叭口即软胶垫层5的内径大小与先前切割好的圆环状的凹槽的半径大小相同，正好可以卡入，在卡入后，在软胶垫层5外围一圈涂上密封胶，确保可以保证气密性，实现装置的封闭处理，可有效防止细密灰尘的外泄，并且一定程度上降低噪音的外泄，在安放好降噪除尘装置后可接入锚杆钻机，将锚杆通过伸缩杆8插入，通过支撑骨架11以及消音板6的固定，可保证伸缩杆8的相对稳定，既而通过伸缩杆8的稳定可有效防止锚杆的晃动，从而引起围岩的破环。

压缩状态如图2所示，除尘降噪装置会同时进行压缩，软胶伸缩皮7、伸缩杆8均为可压缩设计，在锚杆打入过程中，灰尘会外泄到除尘降噪装置内部，在岩壁或者煤壁与第一层消音板之间设计有足够大的空间，且在一侧的集尘袋9方便粉尘的收纳处理。在该装置工作前，先将该装置密封固定在凹环形槽内然后用密封胶密封，再将锚杆和伸缩杆8之间进行密封处理，然后由压缩状态展开，此时，装置内部处于负压吸附状态。进行工作，在锚杆长度较长的情况下，可适当压缩装置，保证伸缩杆的长度以保证锚杆有较长的部位在伸缩杆中来防止其过度晃动，造成围岩的破坏引发不必要的危害。

随着锚杆的不断打入，会产生一定的噪音，给工作人员带来一定的困扰，如图3所示，消音板6的设计，在锚杆打钻的过程中产生噪音，在遇到消音板时，大量声波会进行反弹相互抵消，从而损耗噪音的能量，其次，随气体传播出来，气体在经过孔隙，会降低流速，亦能达到降噪目的，此外，孔隙内填充有吸音材料会对声音进行吸收损耗，通过逐层的消磨会起到明显的降噪作用。

操作方法如下：

S1:将打钻机与外接钻头连接，进行外表面的平台构造，打出圆环状凹槽。

S2:将压缩状态的集尘降噪装置的软胶垫层(5)套在S1所述的圆环凹槽内，用密封胶密封。

S3:将锚杆一端连接钻机，另外一端穿过伸缩杆(8)对准插入麻花钻打好的孔口，对伸缩杆(8)和锚杆之间进行密封处理。

S4:将集尘降噪装置拉伸，使装置处于负压吸附状态，开始锚杆钻机工作。

S5:在后续加锚杆的过程中，始终保证在锚杆钻机工作前，集尘降噪装置处于负压吸附状态。

S6:在某一处打好锚杆后，人为取下集尘袋进行粉尘的处理，移动装置，进行下一处的锚杆钻机工作。

工作方法如下：

首先，利用外接钻机头在连接钻机后，在岩壁或者煤壁上切割处圆环条状的平坦的凹槽，随后接入压缩状态的集尘降噪装置，在软胶垫层5出涂抹密封胶，将伸缩杆8中接入锚杆，并做密封处理，钻机连接锚杆，拉伸装置使其处于负压吸附状态，并将伸缩杆开口处和锚杆做进一步密封，防止集尘降噪装置回到压缩状态。开始工作，在打钻过程中产生的噪音会被消音板6逐层消磨以及吸音材料的吸收，随着锚杆的不断深入，粉尘外泄，在其自身重力的作用下落入集尘袋中，完成粉尘收集。

本发明设计的一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置，与现有的锚杆钻机相比，不需要空气动力装置来进行负压吸收，节省了大量的能源，可以将锚杆钻机头处产生的粉尘就近收集，集尘袋的设计方便工作人员随时更换清理。

此外，封闭的喇叭口外观设计以及消音板的作用有效的降低噪音给工作人员带来的困扰；伸缩杆8的设计稳定了锚杆；本设计简单轻便，方便工作人员随时移动使用，对工作面环境要求低，方便工作人员使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置，包括切割刀片(1)、麻花钻(2)、外环圈结构(3)、钻头接口(4)、软胶垫层(5)、消音板(6)、软胶伸缩皮(7)、伸缩杆(8)、集尘袋(9)、支撑骨架(11)、滤尘网(12)，其特征在于，所述切割刀片(1)、麻花钻(2)、外环圈结构(3)、钻头接口(4)组成外接钻头，切割刀片(1)为同一大小、高度；软胶垫层(5)、消音板(6)、软胶伸缩皮(7)、伸缩杆(8)、集尘袋(9)、支撑骨架(11)、滤尘网(12)组成集尘降噪装置。

2.根据权利要求1所述的一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置，其特征在于，所述钻头接口(4)，钻头接口(4)上连接有外环圈结构(3)，外环圈结构(3)端面设置有切割刀片(1)，切割刀片(1)大小高度一致的，钻头接口(4)上表面中部设置有麻花钻(2)。

3.根据权利要求1所述的一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置，其特征在于，所述软胶垫层(5)上连接有软胶伸缩皮(7)，软胶伸缩皮(7)内壁设置有消音板(6)，消音板(6)数量可以根据实际情况进行增减，消音板(6)上开有消音孔洞(10)，孔洞内填充有吸音材料，消音板(6)靠近工作面的侧面设置有滤尘网(12)，软胶伸缩皮(7)，软胶伸缩皮(7)靠近软胶垫层(5)的下方连通有集尘袋(9)，软胶伸缩皮(7)上设置有伸缩杆(8)，伸缩杆(8)穿过消音板(6)、滤尘网(12)，滤尘网(12)远离消音板(6)的侧面设置有支撑骨架(11)。

4.根据权利要求1所述的一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置，其特征在于，所述软胶伸缩皮(7)可在极限程度下随意拉伸收缩。

5.根据权利要求1所述的一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置，其特征在于，所述伸缩杆(8)为中空结构，伸缩杆(8)内径由上往下逐渐加大设计。

6.根据权利要求1所述的一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置，其特征在于，所述外环圈结构(3)与软胶垫层(5)内径大小相同。

7.一种益于破碎煤岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置的操作方法，根据权利要求1-6所述的一种益于破碎岩壁的内嵌式钻孔降噪除尘装置执行，其特征在于，所述操作方法如下：

S1:将打钻机与外接钻头连接，进行外表面的平台构造，打出圆环状凹槽；

S2:将压缩状态的集尘降噪装置的软胶垫层(5)套在S1所述的圆环凹槽内，用密封胶密封；

S3:将锚杆一端连接钻机，另外一端穿过伸缩杆(8)对准插入麻花钻打好的孔口，对伸缩杆(8)和锚杆之间进行密封处理；

S4:将集尘降噪装置拉伸，使装置处于负压吸附状态，开始锚杆钻机工作，

S5:在后续加锚杆的过程中，始终保证在锚杆钻机工作前，集尘降噪装置处于负压吸附状态；

S6:在某一处打好锚杆后，人为取下集尘袋进行粉尘的处理，移动装置，进行下一处的锚杆钻机工作。

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