CN221061882U - 煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，旨在解决返水沉淀速率低下且清理沉淀物劳动强度高的问题。其包括移动小车、通过铰接件对应铰接于所述移动小车顶部且可伸缩的分离槽；所述分离槽包括外槽、对应滑动嵌设于所述外槽内的内槽、设于所述外槽和内槽内且平行于对应槽底设置的滤板、关于所述外槽中轴面对称地设于所述外槽对应端侧且连通外槽所述滤板和槽底间空腔的导流管，所述导流管长度大于所述外槽宽度，所述滤板上设有若干直径小于煤岩屑直径的滤孔。本分离装置具有分离效率高、使用方便、适用性强等优点。

Description

煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置

技术领域

本申请涉及煤矿采掘设备技术领域，具体涉及一种煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置。

背景技术

湿式钻孔是一种有效的井下钻探技术，被广泛应用于煤矿等领域，湿式钻孔采用水或水蒸气作为介质进行钻探，与干式钻孔相比，不需要消耗大量电能和其他能源，可有效降低能源消耗；钻孔过程中，通过水或泥浆的循环，将钻渣和粉尘携带出孔外，减少了钻探过程中粉尘的产生和扩散，降低了对矿工呼吸系统的危害。此外，湿式钻孔可以有效地降低钻头温度，减少钻头的磨损，进而有助于提高钻进的效率，还可在钻进时形成水膜，润滑钻头和岩石表面，减小摩擦力和阻力，有利于提高钻孔的垂直度和精度。

在矿井实际钻孔湿式钻进施作时，需要将压力水通过活络水辫连接钻杆以送入孔底，待孔底返水从孔口流出后，便可开动钻机运转进行钻进。在钻进过程中，返水将煤岩屑带出，由于水体需要重复利用，而返水中带有煤岩屑，为避免煤岩屑堵塞上水泵，需挖设泵坑对返水进行沉淀分离。

但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述湿式钻孔至少存在如下技术问题：返水内煤岩屑的自然沉降速率有限，影响返水重复利用效率，且沉淀期间需要人工清理泵坑内沉淀物，劳动强度高。

公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，旨在解决返水沉淀速率低下且清理沉淀物劳动强度高的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，包括移动小车、通过铰接件对应铰接于所述移动小车顶部且可伸缩的分离槽；

所述分离槽包括外槽、对应滑动嵌设于所述外槽内的内槽、设于所述外槽和内槽内且平行于对应槽底设置的滤板、关于所述外槽中轴面对称地设于所述外槽对应端侧且连通外槽所述滤板和槽底间空腔的导流管，所述导流管长度大于所述外槽宽度，所述滤板上设有若干直径小于煤岩屑直径的滤孔。

在本公开的一些实施例中， 所述外槽的两侧槽壁顶部对称的设有滑槽，所述内槽的两侧槽壁顶部设有与所述滑槽对应嵌合匹配的滑件。

在本公开的一些实施例中，所述外槽两侧的所述滑槽处分别对应的阵列开设有若干限位孔，对应的限位孔间穿设有用于限位所述内槽位置的限位杆，所述限位杆两端设有用于螺接限位螺母的外螺纹。

在本公开的一些实施例中，所述内槽的两侧壁对应所述外槽的滤板高度位置处分别开设有用于穿设嵌合外槽滤板的导槽。

在本公开的一些实施例中，所述内槽对应端部的两侧设有手柄，所述外槽对应所述手柄的端头位置处开设有与所述手柄相匹配的手柄槽口。

在本公开的一些实施例中，所述内槽用于接触岩体的端头处对应设置倒角。

在本公开的一些实施例中，所述导流管的两侧分别开设有外螺纹，所述导流管的一侧设有与该外螺纹螺接的端盖。

在本公开的一些实施例中，所述铰接件为两竖直且平行设置的限位柱，所述限位柱间间距与所述导流管的直径相匹配；所述限位柱的长度大于所述导流管的直径。

在本公开的一些实施例中，所述移动小车包括架体，所述架体长度大于所述外槽长度的三分之二；所述架体为框架结构，其架体内滑动嵌设有集料槽；所述外槽位于所述导流管端侧的端头延伸至所述架体外。

在本公开的一些实施例中，所述移动小车的四周分别设有用于限位移动小车位置的定位件，所述定位件包括与移动小车竖直固定设置的定位螺纹管、螺纹连接于所述定位螺纹管内的定位螺杆，所述定位螺杆用于与地面接触的端部为锥形。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

1. 通过设有滤板的分离槽可实现返水与煤岩屑的分离，由于滤板的滤孔直径小于煤岩屑直径，使得煤岩屑留于滤板之上，而水体可透过滤板沿分离槽的槽底留至导流管内进行收集排放，分离效率高，避免了高强度人力劳动。

2. 由于内槽可沿外槽滑动，使得本分离装置可适应更多样化的施工环境，根据钻孔的高度，对应调整分离槽的伸缩程度，保证对钻孔处返水及煤岩屑的可靠收集。

3. 移动小车的框架架体内嵌设的抽拉集料槽，可实现对分离槽处滤出的煤岩屑的收集，在分离装置工作时拉出，其他情况下推入架体中，避免了煤岩屑对周围环境的污染，可方便的对煤岩屑进行收集。

附图说明

图1为本申请一实施例中分离装置的结构示意图。

图2为本申请一实施例中分离装置的使用状态示意图。

图3为本申请一实施例中外槽的剖面结构示意图。

图4为本申请一实施例中内槽的结构示意图。

图5为本申请一实施例中外槽和内槽配合的剖面结构示意图。

以上各图中，1为分离槽，11为外槽，12为内槽，13为滤板，14为滑槽，15为滑件，16为导槽，17为限位孔，18为限位杆，2为移动小车，21为架体，22为万向轮，23为限位柱，3为导流管，41为手柄，42为手柄槽口，5为集料槽，61为定位螺纹管，62为定位螺杆。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。而本申请所涉及“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

以下实施例中所涉及的零部件等，如无特别说明，则均为常规市售产品。

为了更好的理解本申请技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本例公开一种煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，参见图1-图2，其包括用于分离返水和煤岩屑的分离槽1，而考虑到分离槽具有一定的重量，为了装置的移动便利性，本例中，设置移动小车2，以提高分离装置的机动性。

具体的，参见图1-图2，考虑到煤矿井下钻孔位置存在较大的差异，为了本分离装置能够适应不同高度位置处钻孔返水的收集过滤，在本实施例中，分离槽包括外槽11以及滑动嵌合外槽11中可抽拉的内槽12，由此通过对内槽12相对外槽11位置的抽拉调整，进而实现对分离槽长度调整的目的，以适应不同的钻孔高度。具体的，参见图3-图4，外槽11和内槽12均为槽型结构，为实现分离槽1对返水水体和煤岩屑的分离作用，在本实施例中，于外槽11以及内槽12的槽体内一定高度位置处焊接设置与对应槽体同宽的滤板13，该滤板13与槽底平行设置，且该滤板13处阵列有若干滤孔，其中，各滤孔的直径小于所需滤除煤岩屑的最小直径，由此使得混杂有煤岩屑的返水流经分离槽1时，在重力作用下，水体渗透穿过滤板13，而煤岩屑由于颗粒较大无法穿越滤板13，从而留在滤板13上，由此实现返水水体与煤岩屑间的分离。由于滤板13平行与槽底且设于槽体内，由此滤板13下方的槽底与槽壁形成了滤后水体的流道，沿槽底流动。

为实现内槽12滑动嵌合于外槽11中，以达到抽拉调整分离槽整体长度的目的，在本实施例中，参见图3-图5，于外槽11两侧槽壁的顶部设置滑槽14，两侧滑槽关于外槽11的中轴面对称设置，本例中，采用槽钢作为滑槽14，槽口相对的焊接固定于外槽11的顶部。且设置内槽12两侧槽壁外缘间距离与外槽11两侧槽壁内缘间距离相匹配，以便于内槽12可置于外槽11内，并在内槽12两侧槽壁的顶部关于内槽12的中轴面对称的固定设置滑件15，该滑件15的外缘与滑槽14的槽口相匹配，以便于滑件15可嵌合于滑槽14中，沿其滑动。本例中，采用方钢作为滑件焊接于内槽12两侧槽壁的顶部，该方钢与外槽11顶部的槽钢相配合，在外力作用下，沿槽钢移动。通过二者间的支撑接触，确保了内槽12与外槽11间相对滑动的稳定可靠性，避免二者间发生倾覆脱离等问题。

而考虑到外槽11和内槽12的槽体内分别焊接固定有滤板13，当使内槽12顶部的滑件与外槽11顶部的滑槽相互嵌合时，外槽11处的滤板13会与内槽11的槽壁间发生位置的干涉，导致内槽12无法置于外槽11内。为此，在本实施例中，参见图4，于内槽12的滤板下方的两侧槽壁处分别开设与外槽11的滤板对应的导槽16，参见图5，以便于外槽11的滤板可嵌合至该导槽16中，避免内槽12的侧壁与外槽11的滤板间产生干涉。此外，本例中，内槽12滤板的布设高度使得滑槽14与滑件15配合时，内槽滤板置于外槽滤板的上方，由此使得返水可由内槽顺利流向外槽，避免外槽滤板高于内槽滤板导致的结合处有煤岩屑堆积。

由于本装置在使用时，需要将分离槽倾斜抵靠在钻孔处的岩面设置，为了避免内槽12在重力作用下滑动，在本实施例中，参见图1和图3，于外槽11顶部的滑槽14侧壁处沿槽体方向等间距的阵列开设若干限位孔17，且两侧滑槽14处的限位孔17相对设置。在使用时，参见图1，于两侧滑槽14处对应的限位孔17间穿设限位杆18，由此通过限位杆18对内槽12的滑动产生干涉，实现内槽12相对外槽11位置的相对固定。为进一步确保限位杆18的使用可靠性避免脱落，在本例中，限位杆18的长度大于外槽滑槽间宽度，并于限位杆18的两端分别开设外螺纹，通过在限位杆18的两端旋拧螺母，实现限位杆18相对与外槽的固定。

另外，考虑到外槽11与内槽12嵌合时的便利性，避免内槽12从外槽11的另一侧滑脱。参见图1-图2，本例中于内槽12的端侧两侧设置手柄41，并在外槽11对应手柄41的端头位置处开设有与手柄41相匹配的手柄槽口42，由此，通过手柄41可方便的将内槽12从外槽11中抽出，且手柄槽口42可实现对手柄41的限位，避免内槽12回收时，在惯性作用下从外槽11中脱离。

返水经由滤板13过滤后，不含设定粒径煤岩屑渣体的水体经由滤板13进入滤板下方的槽体中，同样的，本例中设置内槽12的槽底置于外槽11的槽底上方，避免水体从二者接缝处流失，导致周围环境的污染。其中，为实现对分离后水体的收集，在本实施例中，参见图1-图2以及图5，于外槽11的滤板与槽底间固定设置导流管3，该导流管3关于分离槽的中轴面对称的设置，两端并延伸处外槽11两侧侧壁一定长度，以便于连接管路进行排水。具体的，本例中采用直径大于外槽滤板与槽底间距离的圆管作为导流管3，于圆管中部切割出与外槽滤板、槽壁与底板所围合区域对应和槽口，将该槽口对应焊接至外槽端部，由此，在重力作用下，分离槽中滤出的水体会汇集至导流管3内，实现收集作用。此外，本例中导流管3的两端分别开设有外螺纹，通过该螺纹可实现管路的连接。且本例中还设有与该外螺纹相匹配的端盖，可按需连接至导流管3的端部，对导流管3进行封堵，由此，可根据施工环境，选择导流管3合适的端侧接设水路，进行排侧，另一侧旋拧端盖进行封堵，有助于提高装置的适用性。在其他的一些实施例中，导流管3的端部为法兰盘设置，相应的排水管路与端盖与之法兰连接。

由于导流管3为弧形外轮廓，滤板13处滤出的煤岩屑在重力作用下落至导流管3处时，难以进行收集，煤岩屑会沿着导流管的弧形轮廓散落，难以进行收集。为此，本例中，参见图1-图3，将外槽11的两侧槽壁延伸至导流管3外，并与两侧槽壁与导流管3间焊接与滤板同平面的底板，作为煤岩屑的导流部，以便于煤岩屑的收集。其中，导流管3突出于滤板部分弧面一方面可使的煤岩屑在此受到一定程度的阻碍，以便于停留部分时间后尽可能的脱水，另一方面，该部分突出可实现对内槽的限位，避免内槽从该侧脱离外槽。

此外，由于本装置在使用时，需将内槽12的对应端侧抵靠至岩体，以便于承接钻孔返水，故本例中，于内槽12用于与岩体相抵的端头处设置倒角，参见图1和图4，该倒角设于内槽12的滤板以下位置处，倒角的斜边与内槽端头间夹角大于分离槽使用时与地面间的最大夹角，由此使得在使用时内槽的滤板可与岩体接触，避免内槽12的槽壁与槽底产生位置干涉，使得滤板13与岩体间无法贴合，返水直接沿槽底流入导流管3的问题。

在本实施例中，导流管3在作为返水收集装置的同时还用于与移动小车铰接。参见图1-图2，本例中考虑到分离槽1具有一定的重量，故增加移动小车2以便于提高分离装置的机动性及移动便利性。具体的，移动小车2包括架体21，其架体21的底部四角分别设有万向轮22，为实现移动小车2与分离槽1间的铰接，本例中于移动小车架体一侧的顶部对称的设有铰接件，该铰接件为两竖直且平行设置的限位柱23，两限位柱23间的间距与导流管3的直径相匹配，且限位柱23的长度大于导流管3的直径，由此使得导流管可转动的卡设于限位柱23间，达到移动小车2与分离槽1间铰接的目的，在其他的一些实施例中，为了二者铰接的可靠性，在两限位柱23的顶部分别同轴线的钻设通孔，并于该通孔内穿设螺杆，实现对两限位柱23顶部的封闭，避免导流管3从中脱离。在另外的一些实施例中，导流管3与移动小车间轴承连接，轴承内圈与导流管外缘相对固定，轴承外圈固定于移动小车的架体顶部。

由于分离装置在移动时，移动小车的架体21用于承载水平放置的分离槽1，为了架体21对分离槽1的可靠受力支撑，避免移动小车倾覆，在本例中，设置架体的长度大于外槽长度的三分之二。此外，为了便于煤岩屑的快速收集，减少人工的劳动强度，参见图1-图2，本例中，设置架体为方形框架结构，并与架体内滑嵌设集料槽5，本例中设置外槽位于导流管端侧的端头延伸至架体外，避免外槽端部在出渣时，与架体间发生干涉，且在分离装置工作时将该集料槽5抽出至外槽端口下方，承接外槽处落下的煤岩屑，起到收集作用，避免煤岩屑对周围环境的污染；在装置移动时，可将集料槽5方便的收回至架体内，使用方便快捷。

此外为避免分离装置工作时，移动小车移动影响分离装置的使用，故此在本实施例中，于移动小车的四周分别设置定位件实现移动小车的临时位置固定。具体的，参见图1-图2，该定位件包括与移动小车竖直固定设置的定位螺纹管61、螺纹连接于定位螺纹管61内的定位螺杆62，本例中定位螺杆的外缘开设有一定长度的外螺纹，该外螺纹与定位螺纹管61的内螺纹相匹配，且为了旋拧方便，在定位螺杆62的一端设有六角端头，且本例中定位螺杆62用于与地面接触的端部为锥形，由此在定位件在使用时，通过工具旋拧六角端头使得定位螺杆62沿定位螺纹管61下落，直至与地面可靠接触且万向轮离开地面，进而由各定位螺杆62实现对移动小车的支撑。在其它的一些实施例中，于移动小车工作位置处的各定位螺杆下方采用钻机预先钻设至少1cm深的定位孔，以便于定位螺杆62可落入其中，增加移动小车的稳定性。

尽管已描述了本申请的一些优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离其发明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于，包括移动小车、通过铰接件对应铰接于所述移动小车顶部且可伸缩的分离槽；

所述分离槽包括外槽、对应滑动嵌设于所述外槽内的内槽、设于所述外槽和内槽内且平行于对应槽底设置的滤板、关于所述外槽中轴面对称地设于所述外槽对应端侧且连通外槽所述滤板和槽底间空腔的导流管，所述导流管长度大于所述外槽宽度；所述滤板上设有若干直径小于煤岩屑直径的滤孔。

2.根据权利要求1所述的煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于， 所述外槽的两侧槽壁顶部对称的设有滑槽，所述内槽的两侧槽壁顶部设有与所述滑槽对应嵌合匹配的滑件。

3.根据权利要求2所述的煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于，所述外槽两侧的所述滑槽处分别对应的阵列开设有若干限位孔，对应的限位孔间穿设有用于限位所述内槽位置的限位杆，所述限位杆两端设有用于螺接限位螺母的外螺纹。

4.根据权利要求1所述的煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于，所述内槽的两侧壁对应所述外槽的滤板高度位置处分别开设有用于穿设嵌合外槽滤板的导槽。

5.根据权利要求1所述的煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于，所述内槽对应端部的两侧设有手柄，所述外槽对应所述手柄的端头位置处开设有与所述手柄相匹配的手柄槽口。

6.根据权利要求1所述的煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于，所述内槽用于接触岩体的端头处对应设置倒角。

7.根据权利要求1所述的煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于，所述导流管的两侧分别开设有外螺纹，所述导流管的一侧设有与该外螺纹螺接的端盖。

8.根据权利要求1所述的煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于，所述铰接件为两竖直且平行设置的限位柱，所述限位柱间间距与所述导流管的直径相匹配；所述限位柱的长度大于所述导流管的直径。

9.根据权利要求1所述的煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于，所述移动小车包括架体，所述架体长度大于所述外槽长度的三分之二；所述架体为框架结构，其架体内滑动嵌设有集料槽；所述外槽位于所述导流管端侧的端头延伸至所述架体外。

10.根据权利要求1所述的煤矿井钻孔返水与煤岩屑分离装置，其特征在于，所述移动小车的四周分别设有用于限位移动小车位置的定位件，所述定位件包括与移动小车竖直固定设置的定位螺纹管、螺纹连接于所述定位螺纹管内的定位螺杆，所述定位螺杆用于与地面接触的端部为锥形。