CN217950302U - 矿用防喷孔装置 - Google Patents

Abstract

矿用防喷孔装置，涉及煤矿打钻除尘设备，包括集尘器，集尘器为空腔结构，所述集尘器前部设置防尘密封装置，所述防尘密封装置包括：防尘罩后端连接集尘器入口处，防震软管后端连接集尘器入口，防震软管前端连接套管出口，套管置于煤壁孔内，套管前部外侧设置有胶圈。本实用新型的有益效果是：1、充分封闭钻孔，充分封闭钻杆；集尘器将钻孔中排出的粉尘和瓦斯气体尽可能收集，减少外泄。2、采用二次净化，一次净化利用旋风除尘器，二级净化利用水射流雾化混合，再将有害气体吸入负压管路。3、适用性广，可用于煤矿井下钻孔时钻孔口的除尘，也可用于高瓦斯环境的瓦斯稀释、除尘，可有效解决打钻时瓦斯煤尘喷孔现象。

Description

矿用防喷孔装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿机械技术领域，进一步是煤矿打钻降尘设备，尤其是煤矿用防喷孔装置。

背景技术

煤炭开采时必须保证矿井的安全高效。而矿井瓦斯是煤矿的主要自然灾害之一。为了减少煤层开采时的瓦斯含量，煤层瓦斯超前排放得到了广泛的应用，采用的方法是在煤壁上钻瓦斯抽放孔，由于煤层很干燥，所以钻孔时煤尘飞扬，作业环境乌烟瘴气，操作工人必须要戴上防尘面具。即便如此，也给操作工人的身体造成了极大的伤害。尤其是一旦发生“喷孔”现象，大量的气流（包含瓦斯气体）和粉尘（瓦斯气体和煤尘具有爆炸性和燃烧性）更是危及煤矿安全和操作工人的身体健康。

现有技术中的一些矿用防喷孔装置，较好地解决了这一问题，但由于在钻孔密封、钻杆密封或除尘净化方面设置的缺陷，仍存在粉尘集沉效果欠佳的状况，需要进一步研究解决。

本实用新型采用完善封闭、二次净化（或称为一次除尘、一次净化）方法，收集瓦斯或有害气体，产生了较好的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种矿用防喷孔装置，它可有效地处理大量粉尘和瓦斯，从而解决喷孔问题。

本实用新型的目的是通过以下方案实现的：

矿用防喷孔装置，包括集尘器，集尘器为空腔结构，其特征在于：所述集尘器前部设置防尘密封装置，所述防尘密封装置包括：防尘罩后端连接集尘器入口处，防震软管后端连接集尘器入口，防震软管前端连接套管出口，套管置于煤壁孔内，套管前部外侧设置有胶圈。

进一步：

所述胶圈为不充气/液结构时，采用环形胶圈或螺旋胶圈之一种，机械推手或气压推手或液压推手能对胶圈进行挤压或放开控制；所述胶圈为充气/液结构时，采用环形胶圈或螺旋胶圈之一种，胶圈通过管道连通气缸或液缸，气缸或液缸能对胶圈进行充放气或液控制。

所述集尘器一侧连接输送管，集尘器后部设置有钻杆套，钻杆套后设置有环形毛刷或环形皮套，钻杆从环形毛刷或环形皮套的内孔穿过。

还包括净化器，集尘器通过输送管连接净化器，所述净化器的结构是：上部设置有1—3个抽气口；中部设置有滤板，滤板倾斜放置，滤板末端有出渣口；下部设置有底板，底板倾斜放置，底板末端有出水口。

所述滤板上端部设置有震动器，用于推拉或/和震动滤板。

所述净化器前设置有射流管，集尘器通过输送管连接射流管，射流管通过输送管连接净化器。

所述射流管前设置有除尘器，集尘器通过输送管连接除尘器进口，除尘器出口通过输送管连接射流管，射流管后通过输送管连接净化器。

所述除尘器为旋风除尘器，其漏斗下方设置有排渣装置；所述旋风除尘器有1—2个，选择2个时，采用串联方式连接，即第一除尘器的出口，连接第二除尘器的进口，第一除尘器的进口为总进口，第二除尘器的出口为总出口，第一除尘器与第二除尘器共用一个排渣装置。

所述排渣装置为闭风绞龙，所述闭风绞龙的结构包括：螺旋杆及绕螺旋杆的螺旋片，螺旋片置于内径与螺旋片吻合的排渣管内，排渣管首部的上方设置有接渣口，废渣进入排渣管后，经螺旋片旋转向排渣管的尾部；排渣管的首端设置有马达，马达设置有低速挡与高速挡；排渣管的末端有一活动盖，活动盖上端采用活页连接排渣管，活动盖的下端开放；螺旋片未充满排渣管，距排渣管出口有一小段距离。

所述除尘器出口处设置超限触动开关，与超限触动开关相关联的包括：闭风绞龙的马达的高速挡开关（共设置一低速挡、一高速挡）、A抽气口的抽气开关（共A、B两个抽气口，其中B口常开）；当通过除尘器出口的杂质不超过所设浓度时，不会触动超限触动开关，此时，马达的低速挡开关打开，一个抽气口B常开；当通过除尘器出口的杂质超过所设浓度时，会触动超限触动开关，此时，马达的高速挡打开，A、B两个抽气口同时打开，从而加速排渣与加速抽气。

所述的矿用防喷孔装置，还包括气动开关装置，气动开关装置包括：气源开关分别通过气管道连接控制闭风绞龙马达，滤板震动器，推拉缸，风力负压管路开关，瓦斯抽放管路开关。

本实用新型原理是：完善钻孔与钻杆封闭，将钻孔煤尘由集尘器吸入一级净化器，利用旋风原理使较大颗粒煤尘充分沉降；而后进入二级净化器，利用水射流雾化混合后使较小颗粒煤尘沉降在分离滤板上分离，通过二级净化，将有害气体吸入负压管路。

本实用新型的有益效果是：1、防尘罩与胶圈的设置，充分封闭钻孔；钻杆套、环状毛刷或环形皮套的设置，充分封闭钻杆；集尘器将钻孔中排出的粉尘和瓦斯气体尽可能收集，减少外泄。2、采用二次净化，一次净化利用旋风除尘器使较大颗粒的煤尘充分沉降；二级净化利用水射流雾化混合后使较小颗粒煤尘沉降在滤板上分离，再将有害气体吸入负压管路。3、可形成多种组合，可根据具体情况，形成集尘器与净化器的组合，集尘器与射流管、净化器的组合，集尘器与降尘器、射流管、净化器的组合。4、适用性广，可用于煤矿井下钻孔时钻孔口的除尘，也可用于高瓦斯环境的瓦斯稀释、除尘，可有效解决打钻时瓦斯煤尘喷孔现象。该装置无需外接电源，产品本身无电器设备和旋转摩擦部件，因此产品可用于高瓦斯环境。具有操作简单、使用方便等优点。能极大地改善钻孔作业现场的空气环境，有利于操作工人的身心健康、提高工作效率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图, 图2为双旋风除尘器结构示意图，图3为胶圈结构示意图，图4为胶圈另一结构示意图，图5为气动控制示意图。

图1—4中：1为胶圈，2为推拉缸，3为防尘罩，4为套管，5为防震软管，6为集尘器，7为环状毛刷，8为推拉杆，9为钻机，10为钻杆，11为输送管A，12为除尘器进口，13 为除尘器出口，14为除尘器，15为闭风绞龙，16为马达，17为超限触动开关，18为输送管B，19为射流管，20为输送管C，21为出渣口，22为抽气口，23为净化器，24为滤板，25为出水口，26为底板，27为挡块。图5中：A1为气源开关（总分气六通），A1—5为入气口，其余5口为出气口；A2为超限转换开关，A2—5、A2—3为入气口，A2—1、A2—2为出气口；A3为超限开关，A3—5为入气口，A3—1、A3—2（常闭）为出气口；A4为蝶形开关，A4—5为入气口，A4—1、A4—2为出气口；A5为推拉缸开关，A5—5为入气口，A5—1、A5—2为出气口或回气口；A6为闭风绞龙马达（同图1中16），A6—1为进气口，A6—2为出气口；A7为调压开关A，A8为震动器开关，A8—5为入气口，A8—1、A8—2为出气口，A9为震动器，A9—1为进气口，A9—2为出气口；A10为蝶阀A，A11为蝶阀B，A12为推拉缸，A12—1、A12—2为分别为入气口或回气口；A13为调压开关B。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，矿用防喷孔装置，包括集尘器6，集尘器6为空腔结构，所述集尘器6前部设置防尘密封装置，所述防尘密封装置包括：前大后小的喇叭形防尘罩3后端连接集尘器6入口，防震软管5后端连接集尘器6入口，防震软管5前端连接套管4出口，套管4置于煤壁孔内，套管4前部外侧设置有胶圈1。

防震软管5的存在，既起到密封作用，又起到减少钻杆10（以及钻机9，所述钻机9可选择推拉钻机，包括推拉杆8）震动的作用；套管4前部外侧设置的胶圈1，胶圈1置于煤壁孔内，当胶圈1膨胀时，可封住套管4与煤壁孔间的空隙，从而避免煤尘、岩尘、液体、瓦斯等有害气体外泄。

如图3所示，所述胶圈1结构为环形胶圈（如救生圈），若干个分离按前后顺序排列，前端有挡块27，这种胶圈1又分为两种结构：一是可充气（液）结构，即有气（液）嘴，通过推拉缸（气缸或液缸），可向其中充气或充液，从而使胶圈1膨胀，达到封住套管4与煤壁孔间的空隙的目的，这时，胶圈1为推拉缸2（气缸或液缸）所控制。二是无需充气（液）结构，即胶圈1内的气体或液体恒定，也可以是实心软胶，通过将各胶圈1前后挤压，实现封住套管4与煤壁孔间的空隙的目的，这时，胶圈为机械推手、推拉缸（气缸）推手或液缸推手所控制。

如图4所示，所述胶圈1结构为螺旋胶圈（如螺旋气棒），前端有挡块27，这种胶圈1又分为两种结构：一是可充气（液）结构，即后部有气（液）嘴，通过气缸或液缸，可向其中充气或充液，从而使胶圈1膨胀，达到封住套管4与煤壁孔间的空隙的目的，这时，胶圈1为推拉缸2（气缸或液缸）所控制。二是无需充气（液）结构，即胶圈1内的气体或液体恒定，也可以是实心软胶，通过将胶圈1前后挤压，实现封住套管4与煤壁孔间的空隙的目的，这时，胶圈为机械推手、推拉缸（气缸）推手或液缸推手所控制。

所述集尘器6一侧连接输送管，集尘器6后设置有钻杆套，钻杆套为两个半圆环，卡在钻杆10周围，钻杆套采用尼龙、四氟乙烯等耐磨阻燃材料制作，其作用是：一是便于钻杆准确定位，二是起到密封作用，三是防钻杆磨损和撞击，延长钻杆使用寿命。钻杆套后设置有环形毛刷，所述环状毛刷的结构是：固定圈设置于集尘器上的凹槽内，固定圈为圆环，固定圈内侧固定有径向的刷毛，固定圈与刷毛在一个平面内，刷毛中心有一圆状内孔，钻杆10从环状毛刷7的内孔穿过。环形毛刷可用环形皮套取代，环形皮套中心有一圆状内孔。

本实用新型，可根据具体情况，形成集尘器与净化器的组合，集尘器与射流管、净化器的组合，集尘器与降尘器、射流管、净化器的组合。下面以集尘器与降尘器、射流管、净化器的组合为例进行阐述。参见图1。

所述集尘器6通过输送管A11连接除尘器进口12，除尘器出口13通过输送管B18连接射流管19，射流管19通过输送管C20连接净化器23。

所述除尘器14可选择1个旋风除尘器，旋风除尘器上设置有除尘器进口12，除尘器出口13，旋风除尘器漏斗下方设置有排渣装置。

所述排渣装置选择闭风绞龙15，所述闭风绞龙15的结构包括：螺旋杆及绕螺旋杆的螺旋片，螺旋片置于内径与螺旋片吻合的排渣管内，排渣管首部的上方设置有接渣口，废渣进入排渣管后，经螺旋片旋转向排渣管的尾部；排渣管的首端设置有马达16（可以是气动马达或防爆电动马达），用于驱动螺旋杆及螺旋片旋转，马达16可设置二挡，即低速挡与高速挡，一般情况下，开启低速挡；当煤尘杂质浓度较大时，开启高速挡，从而加快除尘器14的排渣速度。排渣管的末端有一活动盖，活动盖上端采用活页（轴）连接排渣管，活动盖的下端开放，活动盖上还可设置弹簧结构，用于适度压紧；螺旋片未充满排渣管，距排渣管出口有一小段距离（可设置1—30厘米长，进一步可以是5—10厘米），这样，聚集于出口的物料，起到闭风的效果。

所述射流管19采用文丘里原理设置，用于将微尘雾化；射流管19内设置有水喷嘴、气喷嘴，水喷嘴、气喷嘴分别通向进水管水源和进气管气源；水喷嘴、气喷嘴上设置有水开关与风开关（统称射流管风水开关），一般情况下，当杂质浓度较小时，同时打开水开关与风开关；当杂质浓度较大时，可关闭风开关，开启水开关。

所述净化器23的结构是：净化器23为一罐（一般可采用方形罐，也可以采用圆柱形或椭圆形罐），上部设置有1—3个抽气口22，本实施例设置2个抽气口22，一般情况下，打开一个抽气口22；当杂质浓度较大时，可同时开启2个抽气口22。抽气口22连接抽气管道，通过抽气口22向外抽瓦斯气体（或其它有害气体）；净化器23中部设置有滤板24，滤板24倾斜放置，倾斜角度为1—70度（进一步是10—50度），滤板24末端（下端）为出渣口21，滤板24上端部可设置震动器（包括电机带动的偏心轴、气动震动器等），用于推拉或/和震动滤板24，促进微尘从滤板24下滑从出渣口21排出，而水从滤板24漏下；净化器23下部设置有底板26，底板26倾斜放置，倾斜角度为1—40度（进一步是5—30度），底板26末端有出水口25。

所述马达16设置的马达开关、射流管19上设置的水开关和净化器23抽气口22设置的抽气开关可采用手动或气动或电动模式，采用电动模式时，使用防爆电开关；各开关可集中设置，便于操作。具体可采用以下气动（含自动与手动）模式：

所述除尘器14出口13处设置有超限触动开关17，包括触杆，超限开关A3，超限气动开关A3上设置有手柄，如果煤尘浓度较小即杂质不超过设置的浓度值时，不会触动超限触动开关17；如果煤尘浓度较大，则超限触动开关17的触杆，触动超限开关A3上的手柄，则超限触动开关17工作。

如图5所示，气源开关A1为总分气六通，其中，A1—5为入气口，通向气源；其余5口为出气口；当打开气源开关A1，5口出气后，A2—5、A3—5、A4—5、A5—5、A8—5通气。（A2、A3、A4、A5、A8采用科索尔气动三位五通阀4HA230C—08）。

超限转换开关A2，其中，A2—5为入气口，A2—1、A2—2为出气口；

超限开关A3，A3—5为入气口，A3—1、A3—2为出气口（A3—2始终封闭）；当超限时，由A3—1向外排气。

正常情况下作业（未超限时），A2中，A2—5为入气口，A2—1打开（同时，此时的超限开关A3由于未达到超限设置而不开通，即A3—2通气，而A3—1不通气）；A2—1通过三通管，一方面通向A10蝶阀A的A10—1，蝶阀A10控制风力负压管路接口A处于关闭状态（共有两个负压管路，其中一个接口处于常开状态）；一方面，通向A6—1，在A2—1与A6—1间设置调压开关A(A7)和单向阀（图5中带箭头符号），通过调压开关A，限制A2—1向A6—1的进气量，从而使闭风绞龙A6处于低速转动状态。

当超限时（当遇到喷孔现象类似情况发生时），由于煤尘浓度较大，安装于除尘器14上的超限触动开关17的触杆，触动了A3上的手柄，A3—1被打通，A3—1向A2—3通气，并由A2—2出气（同时A2—1被关闭），A2—2通过三通管，一方面通向A10蝶阀A的A10—2，蝶阀A10控制风力负压管路接口A为开启状态；一方面气通向A6—1（设置有单向阀，见图5中带箭头符号），这样，使闭风绞龙的马达16（A6）处于高速转动状态。

蝶形开关A4，A4—5为入气口，A4—1、A4—2为出气口，分别通向A11—1、A11—2，使蝶阀B（A11）控制瓦斯抽放管路分别处于开与关的状态，开钻即开。A4—1、A4—2可采用手动控制。同时，蝶阀B（A11）也同时控制水射开关。

推拉缸开关A5，A5—5为入气口，A5—1、A5—2为出气口或回气口，其中，A5—1出气时（进入A12—1）为推拉缸（推拉缸（气缸））A12膨胀，A5—2出气时（进入A12—2）为推拉缸（推拉缸（气缸））A12收缩。A5—1、A5—2可采用手动控制。套管4置于煤壁孔内后，推拉缸开关A5，使推拉缸A5—1通气，涨紧煤壁孔。

震动器开关A8，A8—5为入气口，A8—1、A8—2为出气口，震动器A9，A9—1进气，A9—2出气；A8—1与A9—1间设置有调压开关B和单向阀（图5中带箭头符号），A8—1打开，通过调压开关B，限制A9—1的进气量，对应震动器A9关的状态；A8—2与A9—1间设置有单向阀，对应震动器A9开的状态；手动开关后，这样用A8—1、A8—2可以分别控制震动器A9的开与关。

使用时，按图1所示，将防尘罩3安装集尘器6上，套管4插入煤壁孔，此时防尘罩3罩住煤壁孔，套管4置于煤壁孔内后，使推拉缸A5—1通气，涨紧煤壁孔，集尘器通过输送管11到除尘器14，打开闭风绞龙的马达16低速运行，蝶阀B开启（A4打开），瓦斯抽放管路打开，同时，控制水射开关打开，射流管19工作；震动器开关A8打开，滤板24的震动器A9工作；当遇到喷孔现象时，超限触动开关17触动，A3打开A3—1、A2—3通气，A2—1关闭，A2—2打开，蝶阀A开启，一方面风力负压管路接口A处于开启状态（即两个接口都处于开启状态），形成大流量抽力，另一方面避风绞龙的马达16高速运转，增加排放量；同时，筛震动开关A8打开，震动器运转。

实施例2：

在实施例1的基础上，加强除尘器。即：所述除尘器可设置2个旋风除尘器，2个旋风除尘器采用串联方式连接，即第一除尘器出口连接第二除尘器进口，第一除尘器的除尘器进口为总进口，第二除尘器的除尘器出口为总出口，第一除尘器与第二除尘器共用一个排渣装置。参见图2。排渣装置结构同实施例1。

其余结构与实施例1相同，不再累述。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.矿用防喷孔装置，包括集尘器，集尘器为空腔结构，其特征在于：所述集尘器前部设置防尘密封装置，所述防尘密封装置包括：防尘罩后端连接集尘器入口处，防震软管后端连接集尘器入口，防震软管前端连接套管出口，套管置于煤壁孔内，套管前部外侧设置有胶圈。

2.根据权利要求1所述的矿用防喷孔装置，其特征在于：所述胶圈为不充气/液结构时，采用环形胶圈或螺旋胶圈之一种，机械推手或气压推手或液压推手能对胶圈进行挤压或放开控制；所述胶圈为充气/液结构时，采用环形胶圈或螺旋胶圈之一种，胶圈通过管道连通气缸或液缸，气缸或液缸能对胶圈进行充放气或液控制。

3.根据权利要求1所述的矿用防喷孔装置，其特征在于：所述集尘器一侧连接输送管，集尘器后部设置有钻杆套，钻杆套后设置有环形毛刷或环形皮套，钻杆从环形毛刷或环形皮套的内孔穿过。

4.根据权利要求1或2或3所述的矿用防喷孔装置，其特征在于：还包括净化器，集尘器通过输送管连接净化器，所述净化器的结构是：上部设置有1—3个抽气口；中部设置有滤板，滤板倾斜放置，滤板末端有出渣口；下部设置有底板，底板倾斜放置，底板末端有出水口。

5.根据权利要求4所述的矿用防喷孔装置，其特征在于：所述滤板上端部设置有震动器，用于推拉或/和震动滤板。

6.根据权利要求4所述的矿用防喷孔装置，其特征在于：所述净化器前设置有射流管，集尘器通过输送管连接射流管，射流管通过输送管连接净化器。

7.根据权利要求6所述的矿用防喷孔装置，其特征在于：所述射流管前设置有除尘器，集尘器通过输送管连接除尘器进口，除尘器出口通过输送管连接射流管，射流管后通过输送管连接净化器。

8.根据权利要求7所述的矿用防喷孔装置，其特征在于：所述除尘器为旋风除尘器，其漏斗下方设置有排渣装置；所述旋风除尘器有1—2个，选择2个时，采用串联方式连接，即第一除尘器的出口，连接第二除尘器的进口，第一除尘器的进口为总进口，第二除尘器的出口为总出口，第一除尘器与第二除尘器共用一个排渣装置。

9.根据权利要求8所述的矿用防喷孔装置，其特征在于：所述排渣装置为闭风绞龙，所述闭风绞龙的结构包括：螺旋杆及绕螺旋杆的螺旋片，螺旋片置于内径与螺旋片吻合的排渣管内，排渣管首部的上方设置有接渣口，废渣进入排渣管后，经螺旋片旋转向排渣管的尾部；排渣管的首端设置有马达，马达设置有低速挡与高速挡；排渣管的末端有一活动盖，活动盖上端采用活页连接排渣管，活动盖的下端开放；螺旋片未充满排渣管，距排渣管出口有一小段距离。

10.根据权利要求8所述的矿用防喷孔装置，其特征在于：所述除尘器出口处设置超限触动开关，与超限触动开关相关联的包括：闭风绞龙的马达的高速挡开关、A抽气口的抽气开关。

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