专利名称：煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于煤矿井下钻孔技术领域，特别是涉及ー种煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置。
技术背景 打钻是保障煤矿井下安全生产的重要步骤，其主要目的是提前抽排煤层中的瓦斯，通常钻深40米至60米，煤削通常用压缩空气吹出钻孔，对作业环境造成很大粉尘污染，对作业工人的身体健康带来极大的危害。另外粉尘也是煤矿主要的自然灾害之一，粉尘浓度达到一定程度，极易产生粉尘爆炸。因此治理钻机孔ロ粉尘一直以来是煤矿井下安全生产的重要课题。目前已知的除尘技术有文丘里除尘器、袋式除尘器、自激式湿式除尘器、静电除尘器和除尘风机式除尘器。这些设备体积大造价高，且都需有动カ装置提供动力。由于钻机孔ロ粉尘成喷射状涌出，且夹带着大量的瓦斯，这些动力装置不太适宜钻机孔ロ除尘，所以一直以来煤矿井下孔ロ除尘没有得到很好的治理，本实用新型实现了现有除尘技术都达不到的除尘效果。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供ー种结构简单、无需电源动力装置、除尘效果好、效率高的煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，包括引流罩、引流软管、负压除尘管、喷雾头、高压进水管、三通管，引流罩上设有进ロ、出口和钻杆通入孔，引流罩的出口依次与引流软管、负压除尘管连接，高压进水管的出水端伸入负压除尘管内，高压进水管的出水端与喷雾头连接，高压进水管与负压除尘管的管壁固定连接，高压进水管的进水端与井下高压水管连通，高压进水管上串联三通管、进水阀，三通管的另ー个进ロ与高压进气管相连，高压进气管上安装进气阀，高压进气管与井下高压气管连通，负压除尘管的后端底部设置排水孔，排水孔与排水软管连通。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，其中所述引流罩的形状是矩形或多边棱台形，引流罩的进ロ设置在底部，出口设置在顶部，钻杆通入孔设置在引流罩的侧壁上。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，其中还包括引流罩安装调节装置，引流罩安装调节装置包括左、右连接板，上、下横向导杆，左、右纵向导杆，左、右连接板上分别开设上、下腰型孔，上、下横向导杆的两端分别穿过上、下腰型孔并通过螺钉锁紧，上、下横向导杆的左、右侧分别安装左、右纵向导杆，左、右纵向导杆的结构相同，分别包括连接杆、连接板、上、下连接套，连接杆后端与连接板相连，连接板的上、下端分别连接上、下连接套，上、下连接套分别套装在上、下横向导杆上并通过螺钉固定，引流罩的左、右侧分别固定左、右支撑板，左、右支撑板的上方分别固定左、右连接套，左、右纵向导杆的连接杆的前端分别与左、右连接套套装相连并通过螺钉固定。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，其中还包括引流罩安装调节装置，引流罩安装调节装置包括左、右固定架，左、右固定架的左、右竖向槽钢上分别设置左、右竖向滑槽，引流罩的左、右支撑板的下方分别固定左、右连接轴，左、右连接轴的末端分别设有螺纹，左、右连接轴分别穿过左、右竖向滑槽并通过螺母锁紧，左、右连接轴可在左、右竖向滑槽内上、下移动并旋转。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，其中所述引流罩的进ロ设置在前端，钻杆通入孔设置在后端，出ロ设置在顶部，底部设置排渣孔，进ロ连接橡胶收尘罩。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，其中所述喷雾头的数量为I个或多个。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，其中所述喷雾头包括喷嘴盖、喷嘴座、喷嘴芯，喷嘴座设有内腔，喷嘴座前端与高压进水管螺纹连接，喷嘴座后部的内腔内安装喷嘴芯，喷嘴盖与喷嘴座后端螺纹连接，喷嘴芯的底盘上均匀设置多个前、后贯通的导流孔，喷嘴芯的底盘的后端面中心位置设置锥形凸块，喷嘴盖内设置锥形凹孔，锥形凸块伸入锥形凹孔内，锥形凸块与锥形凹孔之间具有间隙，导流孔与该间隙相通，喷嘴盖的后端中心位置设有喷孔，喷孔与该间隙相通。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，其中所述导流孔的入口位于喷嘴芯的底盘的前表面上，出ロ位于喷嘴芯底盘的后表面上，导流孔的轴线与底盘后端面之间具有倾斜角度α，导流孔的出口相对于导流孔的入口在前视图上的投影沿顺时针或逆时针方向具有倾斜角度β。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，其中所述喷嘴座内设置环形凸台，喷嘴芯的前端面顶在环形凸台上，后端面顶在喷嘴盖的前端面上。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，其中所述负压除尘管是圆筒形或矩形，引流罩的形状是矩形、圆台形或多边棱台形。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置，水源来自地面引入井下自然形成的高压水，无需电源动力，不存在失爆危险，将粉尘收集到降压除尘管内集中降尘， 效率高，除尘效果好，利用水射流产生负压收集粉尘，同时利用水雾降尘，设计巧妙，结构紧凑，可以有效地除去煤矿井下打钻过程中产生的粉尘污染。此外，降尘后的煤炭泥水可通过排水软管排到井下排水系统，不会对作业环境造成二次污染。与动カ设备相比，本装置基本无噪音，同时还具有降温功能。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置中，喷雾头包括喷嘴盖、喷嘴座、喷嘴芯，喷嘴芯上设置多个前、后贯通的导流孔，喷嘴盖内设置锥形凹孔，喷嘴芯的后端面中心位置设置锥形凸块，锥形凸块与锥形凹孔之间具有间隙，导流孔与该间隙相通，水由喷嘴座输入经过喷嘴芯的导流孔射到喷嘴盖内锥形凹孔的斜面上，然后从喷嘴盖与喷嘴芯配合的间隙中射出，形成雾状扇面水幕，覆盖面积大，能更有效地降低作业过程中产生的煤灰浮尘，降尘效果好，且节约用水。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置中，喷嘴芯上导流孔的轴线与底盘后端面之间具有倾斜角度α，导流孔的出口相对于导流孔的入口在前视图上的投影沿顺时针或逆时针方向具有倾斜角度β，即水通过导流孔后旋转射出，在喷嘴盖与喷嘴芯配合的间隙中呈旋转水雾，再从喷孔中射出，进ー步増大了覆盖面积及射出行程，提高了降尘效果。
以下结合附图对本实用新型的煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置作进ー步说明。
图I为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置第一种实施方式使用状态的结构示意图；图2为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置第一种实施方式使用状态引流罩的外形图；图3为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置第二种实施方式的前侧立体图；图4为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置中引流罩的第一种形式的立体图；图5为引流罩的第二种形式的立体图；图6为引流罩的第三种形式的立体图；图7为引流罩的第四种形式的立体图；图8为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置第二种实施方式的使用状态图；图9为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置第二种实施方式中纵向导杆的立体图；图10为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置第二种实施方式的后侧立体图；图11为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置第三种实施方式的前侧立体图；图12为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置第三种实施方式的使用状态图；图13为本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置中喷雾头的立体图；图14为喷雾头的后视图；图15为图14中A-A剖视图。图16为图14中B-B剖视图；图17为喷雾头中喷嘴芯的立体图；图18为喷嘴芯的前视图；图19为图18的右视图；图20为图18的左视图；图21为图19中C-C剖视图；图22为图20中D-D剖视图；图23为嗔嘴芯的后视图；[0043]图24为引流软管及负压除尘管部分的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置的第一种实施方式，包括引流罩I、引流软管2、负压除尘管4、喷雾头3、高压进水管6，引流罩I的出口 11依次与引流软管2、负压除尘管4连接，高压进水管6的出水端伸入负压除尘管4内，高压进水管6的出水端与喷雾头3连接，高压进水管6与负压除尘管4焊接相连。高压进水管6的进水端与井下高压水管(图中未示出)连通，高压进水管6上串联三通管5、进水阀54，三通管5的另ー个进ロ 51与高压进气管52相连，高压进气管52上安装进气阀53，高压进气管52与井下高压气管(图中未示出)连通。根据井下高压水管内的水压及具体除尘量要求确定喷雾头的数量，一般情况下水压为4MPa，能保证喷雾头喷出的水雾达到6米远，此时在负压除尘管的前端设置ー个喷雾头即可。当水压达不到4MPa时，可选择安装多级喷雾头，如图24所示，负压除尘管4内可设置两个喷雾头3，保证喷雾头喷出水雾能覆盖整个负 压除尘管。负压除尘管4的后端底部设置排水孔41，排水孔41与排水软管(图中未示出)连通。负压除尘管4可以选择圆筒形或矩形。井下高压水管内的高压水为由地面引入井下自然形成的高压水，煤矿生产中，井下设置若干井下高压水管和井下高压气管，本实用新型只需将高压进水管与井下高压水管连通，将高压进气管与井下高压气管连通即可，无需电源动力。如图2、7所示，引流罩I的形状可以是矩形或多边棱台形等。引流罩I的进ロ 12设置在底部，出口 11设置在顶部，引流罩I的侧壁设置钻杆通入孔13。结合图13-23所示，喷雾头3包括喷嘴盖31、喷嘴座32、喷嘴芯33，喷嘴座32设有内腔34，喷嘴座32前端与高压进水管螺纹连接，喷嘴座32后部的内腔32内安装喷嘴芯33，喷嘴盖31与喷嘴座32后端螺纹连接，喷嘴座32内设置环形凸台35，喷嘴芯33的前端面顶在环形凸台35上，后端面顶在喷嘴盖31的前端面上，防止喷嘴芯33移动。喷嘴芯33的底盘37上均匀设置多个前、后贯通的导流孔36，导流孔36的入ロ 38位于喷嘴芯33的底盘37的前表面上，出口 39位于喷嘴芯底盘37的后表面上，导流孔36的轴线与底盘37后端面之间具有倾斜角度α，导流孔36的出ロ 39相对于导流孔36的入口38在前视图上的投影沿顺时针方向具有倾斜角度β。这里导流孔36的出口 39相对于导流孔36的入口 38在前视图上的投影也可以沿逆时针方向傾斜。图中所示为两个导流孔，导流孔的数量根据喷嘴芯底盘大小而定，也可以是4个或6个。倾斜角度α为60-80°，优选70°左右。倾斜角度β为20-50°，优选30°左右。喷嘴芯33的底盘37的后端面中心位置设置锥形凸块66，喷嘴盖31内设置锥形凹孔67，锥形凸块66伸入锥形凹孔67内，锥形凸块66与锥形凹孔67之间具有间隙，导流孔36与该间隙相通，喷嘴盖31的后端中心位置设有喷孔68，喷孔68与该间隙相通。喷孔68的长度为O. 5-1. 5_。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置的第一种实施方式，用于打地板孔时，引流罩放置在地板上钻孔孔ロ处，钻杆从引流罩侧壁的钻杆通入孔伸入引流罩开始钻孔。如图2、图8、图10所示，本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置的第ニ种实施方式，与第一种实施方式不同的是还包括引流罩安装调节装置，引流罩安装调节装置包括左、右连接板71、72，上、下横向导杆73、74，左、右纵向导杆75、76，左、右连接板71、72上分别开设上、下腰型孔77、78，上、下横向导杆73、74的两端分别穿过上、下腰型孔77、78并通过螺钉锁紧，上、下横向导杆73、74的左、右侧分别安装左、右纵向导杆75、76，结合图9所示，左、右纵向导杆75、76的结构相同，分别包括连接杆79、连接板80、上、下连接套81、82，连接杆79后端与连接板80焊接相连，连接板80的上、下端分别焊接上、下连接套81、82，上、下连接套81、82分别套装在上、下横向导杆73、74上并通过螺钉固定。弓丨流罩I的左、右侧分别焊接左、右支撑板15、16，左、右支撑板15、16的上方分别焊接左、右连接套17、18，左、右纵向导杆75、76的连接杆79的前端分别与左、右连接套17、18套装相连并通过螺钉固定。引流罩I的进ロ 21设置在前端，后端设置钻杆通入孔22，出口 23设置在顶部，底部设置排渣孔24，进ロ 21连接橡胶收尘罩9，钻机开钻前，将引流罩I尽可能前移至钻ロ孔ロ，让橡胶收尘罩9紧贴煤壁10，最大程度防止粉尘外泄。结合图4-6所示，引流罩I的形状可以是矩形、圆台形或多边棱台形等。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置的第二种实施方式，用于打侧壁孔，使用吋，使钻杆8穿过引流罩1，将左、右连接板71、72分别通过螺钉与钻机61的夹紧器62的左、右侧板固定在一起。调节上、下横向导杆73、74在上、下腰型孔77、78内的位置，可以调节引流罩I的上、下位置；滑动左、右纵向导杆75、76的上、下连接套81、82，使左、右纵向导杆75、76左、右移动，可调节引流罩I的左、右位置；通过滑动引流罩I的左、右连接套17、18，可调节引流罩I的前、后位置,确保钻杆8从中心位置穿过引流罩I。当钻机61的平台63转动时，夹持器62和钻杆8随之转动，由于左、右连接板71、72分别与夹持器62固定，因此引流罩I带动引流软管2随夹持器62转动，保证引流罩I和钻杆8同步转动，保证两者相对平行，不发生干渉。如图11、12所示，本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置的第三种实施方式，与第二种实施方式不同的是引流罩安装调节装置包括左、右固定架91、92，左、右固定架91、92的左、右竖向槽钢93、94上分别设置左、右竖向滑槽95、96，引流罩I的左、右支撑板15、16的下方分别焊接左连接轴(图中未示出)、右连接轴98，左连接轴、右连接轴98的末端分别设有螺纹，左连接轴、右连接轴98分别穿过左、右竖向滑槽95、96并通过螺母锁紧。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置的第三种实施方式，用于当左、右连接板71、72无法固定在夹持器62上时，采用左、右固定架91、92来支撑引流罩I。通过前、后、左、右移动左、右固定架91、92的位置，来调节引流罩I的前、后、左、右的位置，通过使左、右连接轴98沿左、右竖向滑槽95、96上、下滑动，可调节引流罩I的上、下位置，通过旋转左、右连接轴98，可任意旋转引流罩I的角度，使引流罩I和钻杆8保持相对平行。本实用新型煤矿井下钻机孔ロ水射流负压除尘装置的工作过程如下钻机开机前，先打开三通管5，将通过喷雾头3的高压水调整到高速喷雾状态，当井下高压水管内水压较高时，无需打开进气阀53，当井下高压水管内水压不够吋，打开进气阀53，使高压气进入高压进水管6，使通过喷雾头3的高压水达到高速喷雾状态，负压除尘管4内在水射流的作用下产生负压状态，气流经引流罩I进ロ、排渣孔24进入，经引流软管、2由负压除尘管4尾部排出。打开钻机，粉尘经引流罩I、引流软管2进入负压除尘管4，在水射流的作用下降尘为煤炭泥水，经负压除尘管尾部的排水孔41排入排水软管42，然后排到井下排水系统，不对作业面造成二次污染。大颗粒煤块进入引流罩I后，在重力作用下经排渣孔24排出。以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本 实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.一种煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于包括引流罩、引流软管、负压除尘管、喷雾头、高压进水管、三通管，引流罩上设有进口、出口和钻杆通入孔，引流罩的出口依次与引流软管、负压除尘管连接，高压进水管的出水端伸入负压除尘管内，高压进水管的出水端与喷雾头连接，高压进水管与负压除尘管的管壁固定连接，高压进水管的进水端与井下高压水管连通，高压进水管上串联三通管、进水阀，三通管的另一个进口与高压进气管相连，高压进气管上安装进气阀，高压进气管与井下高压气管连通，负压除尘管的后端底部设置排水孔，排水孔与排水软管连通。
2.根据权利要求I所述的煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于所述引流罩的形状是矩形或多边棱台形，引流罩的进口设置在底部，出口设置在顶部，钻杆通入孔设置在引流罩的侧壁上。
3.根据权利要求I所述的煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于还包括引流罩安装调节装置，引流罩安装调节装置包括左、右连接板，上、下横向导杆，左、右纵向导杆，左、右连接板上分别开设上、下腰型孔，上、下横向导杆的两端分别穿过上、下腰型 孔并通过螺钉锁紧，上、下横向导杆的左、右侧分别安装左、右纵向导杆，左、右纵向导杆的结构相同，分别包括连接杆、连接板、上、下连接套，连接杆后端与连接板相连，连接板的上、下端分别连接上、下连接套，上、下连接套分别套装在上、下横向导杆上并通过螺钉固定，弓丨流罩的左、右侧分别固定左、右支撑板，左、右支撑板的上方分别固定左、右连接套，左、右纵向导杆的连接杆的前端分别与左、右连接套套装相连并通过螺钉固定。
4.根据权利要求I所述的煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于还包括引流罩安装调节装置，引流罩安装调节装置包括左、右固定架，左、右固定架的左、右竖向槽钢上分别设置左、右竖向滑槽，引流罩的左、右支撑板的下方分别固定左、右连接轴，左、右连接轴的末端分别设有螺纹，左、右连接轴分别穿过左、右竖向滑槽并通过螺母锁紧，左、右连接轴可在左、右竖向滑槽内上、下移动并旋转。
5.根据权利要求3或4所述的煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于所述引流罩的进口设置在前端，钻杆通入孔设置在后端，出口设置在顶部，底部设置排渣孔，进口连接橡胶收尘罩。
6.根据权利要求5所述的煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于所述喷雾头的数量为I个或多个。
7.根据权利要求1-4任一项所述的煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于所述喷雾头包括喷嘴盖、喷嘴座、喷嘴芯，喷嘴座设有内腔，喷嘴座前端与高压进水管螺纹连接，喷嘴座后部的内腔内安装喷嘴芯，喷嘴盖与喷嘴座后端螺纹连接，喷嘴芯的底盘上均匀设置多个前、后贯通的导流孔，喷嘴芯的底盘的后端面中心位置设置锥形凸块，喷嘴盖内设置锥形凹孔，锥形凸块伸入锥形凹孔内，锥形凸块与锥形凹孔之间具有间隙，导流孔与该间隙相通，喷嘴盖的后端中心位置设有喷孔，喷孔与该间隙相通。
8.根据权利要求7所述的煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于所述导流孔的入口位于喷嘴芯的底盘的前表面上，出口位于喷嘴芯底盘的后表面上，导流孔的轴线与底盘后端面之间具有倾斜角度α，导流孔的出口相对于导流孔的入口在前视图上的投影沿顺时针或逆时针方向具有倾斜角度β。
9.根据权利要求8所述的煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于所述喷嘴座内设置环形凸台，喷嘴芯的前端面顶在环形凸台上，后端面顶在喷嘴盖的前端面上。
10.根据权利要求5所述的煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，其特征在于所述负压除尘管是圆筒形或矩形，引流罩的形状是矩形、圆台形或多边棱台形。
专利摘要本实用新型公开了一种煤矿井下钻机孔口水射流负压除尘装置，包括引流罩、引流软管、负压除尘管、喷雾头、高压进水管、三通管，引流罩上设有进口、出口和钻杆通入孔，引流罩的出口依次与引流软管、负压除尘管连接，高压进水管的出水端伸入负压除尘管内，高压进水管的出水端与喷雾头连接，高压进水管与负压除尘管的管壁固定连接，高压进水管的进水端与井下高压水管连通，高压进水管上串联三通管、进水阀，三通管的另一个进口与高压进气管相连，高压进气管上安装进气阀，高压进气管与井下高压气管连通，负压除尘管的后端底部设置排水孔，排水孔与排水软管连通。
文档编号E21B21/00GK202417356SQ20122000424
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者李胜祥, 王开松, 王永, 蔡如法, 贺东, 赵前进, 高艳忠 申请人:淮南同正科技有限公司