CN85204041U

CN85204041U - 一种干式钻孔风力排渣装置

Info

Publication number: CN85204041U
Application number: CN 85204041
Authority: CN
Inventors: 张恺光
Original assignee: HUNAN COAL SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: HUNAN COAL SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 1985-09-11
Filing date: 1985-09-11
Publication date: 1986-09-24

Abstract

一种干式钻孔风力排渣装置，它涉及矿井或平峒钻孔瓦斯排放安全装置。该装置由钻具，孔口密封器、孔外除尘器三部分构成。其钻具直接与圆形钻杆连接，井下压缩空气从钻杆进入后，不经钻头溢出，从钻具后端的倒向射流风嘴返回至孔口密封器的三通，导向输排软管至孔外除尘器，具有每分钟大于4立方米的风量。能控制孔内瓦斯解吸时间小于10秒。适用于煤与瓦斯突出危险煤层中作业上向钻孔、平钻、下向钻孔。

Description

本实用新型涉及矿井或平峒钻孔瓦斯排放安全装置。

本实用新型从由煤炭科学研究院抚顺研究所编的煤矿抽放瓦斯技术译文集第18－38页，李志译自《炭

技术》一九七八年三月号公开了日本安彦正志“沿煤层干式打钻抽放瓦斯”论文出发，在干式打钻时，采用压缩空气通过钻杆从钻头顶端喷出冷却钻头和排出煤粉，由于压缩空气自钻头顶端溢出，风阻大，返回压缩空气量约2立方米／分，风量不大，只能在煤层稳定，煤质较硬的上向钻孔时采用，对于其他煤层情况普遍采用干式钻孔螺旋排渣，即煤粉被螺旋叶片带出，附带用压缩空气排粉，日本的干式钻孔，其螺旋叶片大面积接触钻孔壁煤面，从螺旋钻杆中又有足够的新鲜空气供给，旋转的螺旋叶片与煤面摩擦产生火花，随时有点燃孔内煤粉和瓦斯的机会。我国开栾矿务局赵各庄矿引进日本该装置，于85年7月发生钻孔起火事故，同时孔外除尘不可靠，风压和水压的大小，工人难控制，巷道煤泥不易处理。国内的湿式钻孔技术，不适应具有突出危险煤层的钻进，采用水力排渣时，由于水具有较大的表面张力，对高瓦斯含量的突出煤层起着封闭煤体瓦斯外排的通路，一旦水压低于瓦斯压力时，即可能造成瓦斯喷孔、垮孔、卡钻等现象，同时水接触钻屑时，易成煤泥（特别是无烟煤），沾附钻杆和孔壁，也易于堵孔，因此在突出煤层中采用湿式钻进，不可避免地容易引起喷孔、堵孔、垮孔和卡钻，从而达不到打钻的目的，如果直接使用压缩空气钻进，则有引燃孔内瓦斯煤粉的危险，无法适应在突出煤层中钻孔，而国内采用的干式钻孔螺旋排渣，由于螺旋排渣速度太慢，而突出煤层的煤体瓦斯解吸速度快，一般突出煤体的解吸率在30秒时达70％以上，因此干式螺旋钻进使钻孔内容易积聚大量的压力瓦斯，同时钻孔内又全部被钻屑堵塞，同样会引来喷孔、垮孔、卡钻等现象，同时湿式钻进和干式螺旋钻进时，孔口未设置安全装置，高浓度的煤粉和瓦斯喷出孔外，有可能造成孔外瓦斯煤尘爆炸危险。

本实用新型的目的是：克服公知的干式钻孔螺旋排渣和湿式钻孔钻进时的喷孔、垮孔、卡钻的缺点，只要在一个能封闭的孔口密封器内，装上一种特制的钻具，让进入圆形钻杆的压缩空气不从钻头溢出，从这种钻具的后端返回，既能发挥螺旋钻杆的优点，又能保持足够大的风量排出瓦斯和钻头切削的煤粉。经密封器的三通导向孔外除尘器内消尘。

上述目的可以这样来达到：如附图所述，钻具由钻头（1），短节螺旋杆（3）、倒向射流风咀（5）组成，与圆形钻杆（10）接通，装在一个能使孔口至少一端密封的孔口密封器的扩孔体（4）内，通过密封头（8）和卡头（9），接入钻机（11），只要将卡头（9）的卡瓦拧紧，启动钻机（11）转动，钻头（1）和扩孔钻头（2）同时钻进，进行扩孔，因为在三通（7）内设置了一个栅栏形轴（6）的作用，三通不作旋转运动，只能沿轴向进、退，当扩孔到达位置后，停下钻机（11），将卡头（9）的卡瓦松开，则整个孔口密封器固定不动，再次启动钻机（11），使钻具继续向煤层钻进，这时钻头（1）切削的钻屑（煤粉）和瓦斯由短节螺旋杆（3）输送到倒向射流风咀（5），由于井下压缩空气由进气管（12）进入圆形钻杆（10），到达倒向射流风咀（5）时，经4个直径为10毫米的倒向射流孔以每分钟大于4立方米风量，每秒大于18.5米的风速带走钻屑（煤粉）和瓦斯至孔口密封器内的三通，由于密封头（8）的密封，煤粉、瓦斯不能通过，只能经三通（7）排放到软管（17）直接进入旋风除尘器（14），第一级旋风除尘未完全沉降的细粒煤粉，导向第二级水浴式除尘的水箱（15），由于（15）内设有控制风速速度的喷头（16），细粒煤层再度沉降在水箱内，未能消除的极少粉尘，随同钻孔返回的风量和孔内瓦斯由排气口（13）排向巷道空间。

本实用新型与公知技术相比具有优点：压缩空气不直接从钻头溢出，具有大于4立方米／分风量和大于19.5米／秒风速，能控制孔内瓦斯解吸时间小于10秒，克服干式钻孔螺旋排渣和湿式钻孔造成的喷孔、垮孔、卡钻等缺点，适用于地质条件复杂，煤与瓦斯突出危险煤层中作业上向钻孔，平钻，下向钻孔，特别在下向钻孔时更具有独特的优越性。

附图的简要说明：

附图是干式钻孔风力排渣装置在煤层钻进时的剖视图。

本实用新型的实施例：

本实用新型由钻具、孔口密封器，孔外除尘器构成，材料均为钢材。

实施例1：钻具

附图所述的钻头（1）为三翼塔形钻头，三翼刀刃切削锥角为100°，三翼设有与主轴线均成45°夹角的三片侧刃架，钻头孔直径为80毫米，用yG8合金片镶焊，短节螺旋杆（3）长为300毫米，杆直径为42毫米，螺距75毫米，螺旋叶片外直径为76毫米，倒向射流风咀（5）的风咀长为165毫米，风咀中心孔直径为18毫米，中心孔长134毫米，均布四个倒向孔，孔直径为10毫米，倒向角度为150°－160°，倒向孔长根据倒向角度而定，一般可取34.5毫米。

实施例2：孔口密封器

附图所述的扩孔体（4）的钻头（2）直径为102毫米，扩孔管管长900毫米，与钻头（2）等孔径，三通（7）直径为150毫米，长为167毫米，内设6根栅杆组成栅栏形轴，每根长为120毫米，直径为16毫米，密封头（8）为橡胶筒制成，长100毫米，内直径为42毫米，外直径为100毫米。

实施例3：孔外除尘器

附图所述的旋风除尘器（14）的进风管采用长方形入口，宽为64毫米，长为200毫米，高为94毫米，外筒直径为350毫米，长为400毫米，锥体大头直径为350毫米，小头直径为200毫米，锥体长为460毫米，锥角成20°，内筒长130毫米，外直径为102毫米，水浴室除尘器（15）由水箱体，隔板，喷头（16）组成，水箱长800毫米，宽450毫米，高为600毫米，盛水高度为300毫米，喷头（16）为一圆锥体，高为150毫米，下圆锥直径为180毫米，内直径为100毫米，内有三根支撑架，隔板斜角成30°，每板间距为50毫米，均采用冷作加工成型。

Claims

1、一种钻孔排渣安全装置，由钻具，孔口密封器，孔外除尘器三部分构密成。所述的钻具由钻头(1)，短节螺旋杆(3)，倒向射流风咀(5)组成，所述的孔口封器由扩孔体(4)，三通(7)，密封头(8)组成，所述的孔外除尘器由旋风除尘器(14)和水浴室除尘器(15)组成，上述所述装置的钻具直接与圆形钻杆(10)联接，套在一个带有钻头(2)的扩孔体(4)内，密封器的三通(7)与输排钻屑，瓦斯的软管(17)接通，导向孔外旋风除尘器(14)，煤矿井下压缩空气进入圆形钻杆(10)后，经钻具后端的倒向射流风咀(5)返回至三通(7)，将钻头(1)带来的钻屑与煤层瓦斯随返回的压缩空气导向输排软管(17)进入孔外除尘器，本实用新型的特征在于：

a、所述钻具，在短节螺旋杆(3)的一端装三翼塔形钻头(1)，而另一端设置了倒向射流风咀(5)。

b、该钻具的螺旋杆不与压缩空气源接通。

2、据权利要求1所述的装置，其特征是倒向射流风咀的倒向角为150°－160°，最佳为155°。

3、据权利要求1所述的装置，其特征是三翼塔形钻头由一个圆锥角为100°，三片侧刃架与主轴夹角成45°。

4、据权利要求1所述的装置，其特征是三通中设置了一个栅栏形轴。

5、据权利要求1所述的装置，其特征孔口密封器中的密封头是由一个胶筒和平面轴承组成。

6、据权利要求1所述的装置，其特征是孔外设置了一个旋风除尘器和水浴式除尘器构成的消尘器。