CN202762270U - 气渣分离装置及防喷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气渣分离装置及防喷系统。气渣分离装置包括：气渣低进管路、气渣分离筒体和气体高出管路，所述气渣分离筒体的气渣进口与所述气渣低进管路的气渣出口连通，所述气渣分离筒体的气渣出口与所述气体高出管路的进气口连通，所述气渣低进管路的气渣入口用于与矿井钻孔连通，所述气体高出管路的出气口用于与防喷系统中具有负压排气的管路连通，在垂直高度上，所述气渣分离筒体的气渣进口低于所述气渣分离筒体的气渣出口，且所述气体高出管路的进气口处设置有滤网。本实用新型可实现矿井开采中防喷系统的排气管路中的气体与固体矿渣分离，防止防喷管路堵塞。

Description

气渣分离装置及防喷系统

技术领域

本实用新型涉及矿井开采技术，尤其涉及一种气渣分离装置及防喷系统。

背景技术

在煤矿等矿井开采时，打钻钻孔过程中会喷出大量的粉尘、矿渣及瓦斯等有害物。随着煤矿等矿井开采的深度加深，井下压力越来越大，这些粉尘、矿渣及瓦斯等有害物的累积会严重影响着矿井井下的安全。

为控制矿井中粉尘、矿渣及瓦斯等有害气体的含量，目前多利用具有负压排气的防喷系统进行抽取，其中，防喷系统包括风压设备和排气管路，使用时将防喷系统的排气管路进口与矿井钻孔连通，出口与防喷系统的风压设备连接进行负压抽取。通过防喷系统在一定程度上可以降低矿井井下的粉尘和有害气体的含量，避免一些安全隐患。但是，矿渣等固体颗粒物在长距离的负压排气管路的路径上会有不同程度的沉积，长时间的矿渣粉尘累积使防喷管路容易堵塞，导致防喷系统崩溃，从而最终影响矿井井下抽采系统的正常运行，甚至引发安全事故。

实用新型内容

本实用新型提供一种去除矿渣等固体颗粒物的气渣分离装置及防喷系统，以实现矿井开采中防喷系统的排气管路中的气体与固体矿渣分离，防止防喷管路堵塞。

本实用新型的第一个方面是提供一种气渣分离装置包括：气渣低进管路、气渣分离筒体和气体高出管路，所述气渣分离筒体的气渣进口与所述气渣低进管路的气渣出口连通，所述气渣分离筒体的气渣出口与所述气体高出管路的进气口连通，所述气渣低进管路的气渣入口用于与矿井钻孔连通，所述气体高出管路的出气口用于与防喷系统中具有负压排气的排气管路连通，在垂直高度上，所述气渣分离筒体的气渣进口低于所述气渣分离筒体的气渣出口，且所述气体高出管路的进气口处设置有滤网。

所述滤网为覆盖住所述气体高出管路的进气口的双层铜网，且所述滤网的网孔目数为每平方英寸100目。

所述气体高出管路包括沿竖直方向设置的第一段管路，所述第一段管路的进气口与所述气渣分离筒体的气渣出口连通，所述第一段管路的一侧管壁上垂直插设有用于喷水清理所述滤网的喷水铁管，位于所述第一段管路内的所述喷水铁管的长度等于所述第一段管路的内径，且所述第一段管路内的面向所述滤网一侧的喷水铁管的管壁上具有数个喷水孔，位于所述第一段管路外的所述喷水铁管上设有水流控制阀。

所述气渣分离筒体的气渣进口处设置有铁质材料的挡板，且所述挡板的顶部焊接在所述气渣分离筒体的气渣进口上方的筒体内侧壁上，所述挡板相对于所述气渣低进管路的横截面的倾斜角度为30~60度角，优选45度角。

所述气渣分离装置还包括：旁通管路，所述旁通管路的一端与矿井钻孔连通，另一端与防喷系统中具有负压排气的排气管路连通，所述气渣低进管路中设置有第一控制阀，所述气体高出管路中设置有第二控制阀，所述旁通管路中设置有第三控制阀。

所述气渣低进管路的管径和所述气体高出管路的管径相同，且小于防喷系统的管路管径。

所述气渣分离筒体下部的侧壁上设置有滤渣出口和水出口，且在与所述滤渣出口和水出口连通的管路上分别设置有控制阀。

所述气渣分离装置还包括：底部具有滚轮的移动小车，所述移动小车上设置有具有铁质槽的托盘，所述气渣分离筒体的底部放置在所述托盘的铁质槽中。

本实用新型的另一个方面是提供一种防喷系统，包括：风压设备、用于负压排气的排气管路以及上述的气渣分离装置，所述气渣分离装置中气渣低进管路的气渣进口与矿井钻孔连通，所述气渣分离装置中气体高出管路的出气口与所述排气管路的气体进口连通，所述排气管路的气体出口与所述风压设备连接。

本实用新型提供的气渣分离装置及防喷系统的技术效果是：通过设置气渣分离筒体，并在气渣分离筒体的气渣出口或者气体高出管路的进气口处设置滤网进行了的气渣分离，使得进入防喷系统的负压排气管路中的气体是经过过滤的含有较少粉尘和矿渣的气体，从而可降低负压排气管路中的堵塞；进一步通过设置气渣分离筒体的气渣进口在垂直高度上低于气渣出口，可使气渣在气渣分离筒体内进行有效的分离，从而提高气渣分离效率。

附图说明

图1为本实用新型气渣分离装置实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型气渣分离装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

图1为本实用新型气渣分离装置实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例的气渣分离装置包括：气渣低进管路20、气渣分离筒体10和气体高出管路30，所述气渣分离筒体10的气渣进口101与所述气渣低进管路20的气渣出口连通，所述气渣分离筒体10的气渣出口102与所述气体高出管路30的进气口连通，所述气渣低进管路20的气渣入口用于与矿井钻孔连通，所述气体高出管路30的出气口用于与防喷系统中具有负压排气的排气管路连通，在垂直高度上，所述气渣分离筒体10的气渣进口101低于所述气渣分离筒体10的气渣出口102，即在高度方向，气渣低进管路20设置的位置低于气体高出管路30的设置位置，以使气渣是从较低的位置进入，气体从较高的位置排出，便于减少气体与渣体的动能，从而使二者充分分离，且所述气体高出管路30的进气口处设置有滤网301。

图1中的箭头方向为气体及矿渣粉尘在负压抽采下的运动方向，在负压抽取时，钻孔产生的气体、矿渣粉尘等被吸入气渣低进管路20，并经过气渣分离筒体10，经过滤网301进行过滤分离后气体经过气体高出管路排入防喷系统的管路，而矿渣等固体颗粒物80被过滤到气渣分离筒体中，沉积在筒体内的底部。

本实施例中，打钻钻孔过程中产生的气体和矿渣粉尘在防喷系统的负压抽取下，经过气渣低进管路20进入气渣分离筒体10，气渣分离筒体10为气体和矿渣等固体颗粒物分离的容器，气渣分离后，矿渣等固体颗粒物80沉积在气渣分离筒体10内的底部。由于气体高出管路的进气口处设置有滤网301，气体和矿渣在进入气体高出管路中时已被有效分离，从而与气体高出管路连通的防喷系统的负压排气管路中的气体含有矿渣和粉尘较少的，因此可以降低矿渣等固体颗粒物堵塞防喷系统的负压排气管路，可减少安全事故。

本实施例中在气渣低进管路和气体高出管路之间设置气渣分离筒体10，并在所述气体高出管路的进气口处设置滤网以进行气渣分离，即相当于在现有的防喷系统的负压排气管路中采取了气渣分离措施，使矿井打钻钻孔时产生的矿渣以及颗粒较大的粉尘与瓦斯等有害气体分离，以防止矿渣等固体颗粒物沉积在负压排气管路中而引起的管道堵塞。而且本实施例中，气渣分离筒体的气渣进口101在垂直高度上低于气渣出口102，使得气渣在向上运动到出口排出的过程中，矿渣由于受到的较大的重力而动能不断减小，从而使其可以与气体有效的分离，提高气渣分离效率。

本实施例通过设置气渣分离筒体，并在气体高出管路的进气口处设置滤网进行了的气渣分离，使得进入防喷系统的负压排气管路中的气体是经过过滤的含有较少粉尘和矿渣的气体，从而可降低负压排气管路中的堵塞；进一步通过设置气渣分离筒体的气渣进口在垂直高度上低于气渣出口，可使气渣在气渣分离筒体内进行有效的分离，从而提高气渣分离效率。

实际应用中，常常需要对气渣分离筒体内的累积的矿渣等进行清理，或者对气渣分离装置进行检修维护，这时需要暂停使用图1所示的气渣分离装置，在这个过程中，为不影响矿井井下的钻孔过程中产生的粉尘、矿渣和气体的排出，可以在图1所示的装置上配置备用气体排出管路以连通到防喷系统。

图2为本实用新型气渣分离装置实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例的气渣分离装置在上述图1所示实施例中增设了旁通管路60，所述旁通管路60的一端与矿井钻孔连通，另一端与防喷系统中具有负压排气的排气管路连通，所述气渣低进管路20中设置有第一控制阀201，所述气体高出管路30中设置有第二控制阀302，所述旁通管路60中设置有第三控制阀601。本实施例通过设置的第一控制阀201和第二控制阀302可以控制钻孔时产生的气渣是否通过气渣分离筒体排出，通过第三控制阀601可以控制旁通管路60的关闭或打开。具体应用中，若使气渣从气渣低进管路、气渣分离管路和气体高出管路进行气渣分离排出，则可关闭第三控制阀601，而打开第一控制阀201和第二控制阀302；若要检修或清理筒体内的矿渣时，则可关闭第一控制阀201和第二控制阀302，而打开第三控制阀601使气渣经过旁通管路60进入防喷系统的负压排气管路中，从而使矿井开采中钻孔作业时防喷系统工作不间断，以将钻孔产生的粉尘、矿渣及气体排出井外，从而保障气渣分离装置的可靠性、安全性。通过设置旁通管路使得气渣分离装置具有两个排气通路，而且两个通路可相互切换，使得井下作业可以安全地连续性进行。

为减小气渣分离装置内负压，降低粉尘和矿渣的动能，使气渣在气渣分离装置中停留较长时间以提高气渣分离效果，可设置所述气渣低进管路的管径D3和所述气体高出管路的管径D1相同，且小于防喷系统管路的管径D。

本实施例在达到图1所示实施例技术效果的基础上，进一步地，通过设置旁通管路以及第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，使得矿井开采时钻孔中产生的气体及粉尘矿渣可以通过备用的旁通管路及时排出，又能够保证气渣分离装置检修维护过程中矿井开采连续不间断进行。

在上述任一实施例中，所述滤网301可以为覆盖住所述气体高出管路30的进气口的双层铜网，且优选所述滤网301的网孔目数为100目/平方英寸，即加密铜网，通过加密铜网使得将矿渣等较小固体颗粒物也能过滤在气渣分离筒体10中，从而极大地减少了过滤后排出气体中的矿渣粉尘含量。

在上述任一实施例中，所述气体高出管路30包括沿竖直方向设置的第一段管路，所述气渣分离筒体的气渣出口102与所述第一段管路的进气口连通，所述第一段管路的一侧管壁上垂直插设有用于喷水清理所述滤网的喷水铁管303，位于所述第一段管路内的所述喷水铁管的长度等于所述第一段管路的内径D1，且所述第一段管路内的面向所述滤网一侧的喷水铁管303的管壁上具有数个喷水孔304，位于所述第一段管路外的所述喷水铁管上设有水流控制阀305。喷水铁管303位于所述第一段管路内的一端密封设置，喷水铁管303可选用管径为1英寸的铁管，喷水铁管303位于第一段管路外的一端连接到高压供水系统管路，通过水流控制阀305可调节喷水孔304向滤网301喷水的速度和流量，通过喷水铁管303可自动对滤网进行高压喷水清理沉积在滤网上的粉尘及矿渣，从而避免了人工拆除滤网清理粉尘层的工序。

在上述任一实施例中，为延长粉尘和矿渣在气渣分离筒体内的运行轨迹，进一步降低粉尘和矿渣颗粒物的动能，便于滤网捕捉过滤固体颗粒物，可在所述气渣分离筒体的气渣进口处设置挡板40，以改变粉尘核对矿渣颗粒物的运动路径，挡板可选用铁质材料。具体应用中，可将所述挡板的顶部焊接在所述气渣分离筒体10的气渣进口101上方的筒体内侧壁上，并使所述挡板相对于所述气渣低进管路的横截面倾斜一定的角度，挡板的倾斜角度α太大会使设置挡板改变颗粒物运行轨迹的效果不是很明显，倾斜角度α太小会使气渣低进管路中的气渣不易排出，从而使颗粒物易沉积在气渣低进管路，并导致气渣低进管路的堵塞，一般情况下倾斜角度α可以设置在30~60度之间，实际应用中，优选倾斜角度α为45度角。挡板40的大小可根据气渣分离筒体10的气渣进口101的大小进行相应的设计，以稍大于气渣进口为佳，这样既能保证气渣能顺利排出气渣低进管路的气渣出口，又保证对固体颗粒物有一定的阻挡作用。

在上述任一实施例中，为使气渣分离筒体中累积的固体矿渣、粉尘层，以及喷洒的水排出筒体，可以在所述气渣分离筒体10下部的侧壁上设置有滤渣出口103和水出口104，且在与所述滤渣出口和水出口连通的管路上分别设置有控制阀，以控制沉积的矿渣、粉尘以及水的排出，实际应用中，可以使水出口104设置在较低的位置，以便于将筒体内的水尽量全部排出。

在上述任一实施例中，为便于将气渣分离筒体中累积物排放到预定的地点，可以使气渣分离筒体放置在底部具有滚轮501的移动小车50上，移动小车可沿着井下的轨道将气渣分离筒体运往预定的地点。具体应用中，移动小车上可设置有具有铁质槽的托盘501，托盘的铁质槽的直径比气渣分离筒体的外径大约20毫米，将所述气渣分离筒体10的底部放置在所述托盘的铁质槽中，并采用木塞505塞紧，以使筒体与托盘相对固定，防止负压抽采时气渣分离筒体在托盘中移动，而且在筒体从移动小车上拆卸时取下木塞即可，因此，这种结构便于气渣分离筒体使用、移动以及拆卸分离。实际应用中，还可以在气渣分离筒体10的侧壁上对称安设把手（未示出）以便于搬动气渣分离筒体或倾倒气渣分离筒体中沉积的矿渣等固体颗粒物。通过上述移动小车及其上的相关设置使得气渣分离装置的安装使用、运输非常方便。

本实用新型实施例还提供一种防喷系统，包括风压设备（未示出）、用于负压排气的排气管路100和上述图1或图2所示的气渣分离装置，具体应用中，将排气管路100的气体出口与风压设备连接，将所述气渣分离装置中气渣低进管路的气渣进口202与矿井钻孔连通，并所述气渣分离装置中气体高出管路30的出气口与排气管路100的气体进口连通，当防喷系统工作时，气渣分离装置可以将钻孔中产生大部分粉尘及矿渣与瓦斯等气体进行分离，减少粉尘及矿渣进入防喷系统的负压排气管路中，从而避免负压排气管路的堵塞，有利于提高防喷系统工作的可靠性和安全性。

本实用新型的气渣分离装置及防喷系统，通过设置加密的滤网将煤岩粉等矿渣过滤在气渣分离筒体中，能够有效地把打钻及喷孔的煤岩粉等矿渣过滤在该装置内，形成除渣装置，解决了喷孔喷出的煤岩粉等矿渣粉尘，降低了巷道风流中的粉尘浓度，保证了抽采系统的安全；并自动清理滤网的设计利用高压水经过铁管喷射滤网，达到清理铜网上累积的粉尘及矿渣目的，减少人工拆除铜网清理粉尘的程序；同时气渣分离筒体低进高出及挡板的设计可最大程度的延长了煤岩粉等矿渣在气渣分离装置中运行的轨迹，降低了煤岩粉等矿渣运行的动能，给高出端的滤网提高了捕捉过滤煤岩粉的能力；安设旁通管路及各阀门，使得旁通管路作为气渣分离装置的气渣过滤管路的备用排气管路，便于检修维护与工作时二者相互切换，极大保障了防喷系统的可靠性和安全性；可拆卸移动小车的设计给本装置的使用、运输提供了良好的条件。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种气渣分离装置，其特征在于，包括：气渣低进管路、气渣分离筒体和气体高出管路，所述气渣分离筒体的气渣进口与所述气渣低进管路的气渣出口连通，所述气渣分离筒体的气渣出口与所述气体高出管路的进气口连通，所述气渣低进管路的气渣入口用于与矿井钻孔连通，所述气体高出管路的出气口用于与防喷系统中具有负压排气的排气管路连通，在垂直高度上，所述气渣分离筒体的气渣进口低于所述气渣分离筒体的气渣出口，且所述气体高出管路的进气口处设置有滤网。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤网为覆盖住所述气体高出管路的进气口的双层铜网，且所述滤网的网孔目数为每平方英寸100目。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体高出管路包括沿竖直方向设置的第一段管路，所述第一段管路的进气口与所述气渣分离筒体的气渣出口连通，所述第一段管路的一侧管壁上垂直插设有用于喷水清理所述滤网的喷水铁管，位于所述第一段管路内的所述喷水铁管的长度等于所述第一段管路的内径，且所述第一段管路内的面向所述滤网一侧的喷水铁管的管壁上具有数个喷水孔，位于所述第一段管路外的所述喷水铁管上设有水流控制阀。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气渣分离筒体的气渣进口处设置有铁质材料的挡板，且所述挡板的顶部焊接在所述气渣分离筒体的气渣进口上方的筒体内侧壁上，所述挡板相对于所述气渣低进管路的横截面的倾斜角度为30~60度角。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述挡板相对于所述气渣低进管路的横截面的倾斜角度为45度角。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：旁通管路，所述旁通管路的一端与矿井钻孔连通，另一端与防喷系统中具有负压排气的排气管路连通，所述气渣低进管路中设置有第一控制阀，所述气体高出管路中设置有第二控制阀，所述旁通管路中设置有第三控制阀。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述气渣低进管路的管径和所述气体高出管路的管径相同，且小于防喷系统的管路管径。

8.根据权利要求1~5中任一项所述的装置，其特征在于，所述气渣分离筒体下部的侧壁上设置有滤渣出口和水出口，且在与所述滤渣出口和水出口连通的管路上分别设置有控制阀。

9.根据权利要求1~5中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：底部具有滚轮的移动小车，所述移动小车上设置有具有铁质槽的托盘，所述气渣分离筒体的底部放置在所述托盘的铁质槽中。

10.一种防喷系统，其特征在于，包括：风压设备、用于负压排气的排气管路以及如权利要求1~9中任一项所述的气渣分离装置，所述气渣分离装置中气渣低进管路的气渣进口与矿井钻孔连通，所述气渣分离装置中气体高出管路的出气口与所述排气管路的气体进口连通，所述排气管路的气体出口与所述风压设备连接。

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