一种抽采钻孔排水除渣降尘装置的制作方法

1.本实用新型涉及瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种抽采钻孔排水除渣降尘装置。


背景技术：

2.钻孔施工过程中，钻机高速旋转导致的破煤作用伴随有大量的碎屑和煤尘，一方面污染了作业环境，影响作业人员的视线，增加事故发生概率，同时大量的粉尘也会直接危害作业人员身体健康；另一方面，大量的煤尘容易引发煤尘爆炸事故，是影响煤矿安全生产的重大安全隐患。目前钻孔施工现场多采用孔口喷水降尘、全断面滤网喷雾降尘等单一降尘措施，但这些措施都存在喷水用水量大、喷雾效果和雾化程度差，降尘效果不理想等问题。钻孔施工过程中的除尘技术研究仍需要进一步研究。
3.此外，钻孔施工结束后，在瓦斯抽采过程中，煤层中的水分和钻孔产生的大量煤渣在抽采负压的作用下伴随瓦斯流运动，若不能及时排除管路中的积水与煤渣，将会导致管路横截面积缩小，抽采阻力大幅增加，瓦斯抽采效率明显降低甚至使抽采管路完全堵塞失效。不仅如此，管道积水还会腐蚀管道壁、破坏管道密封圈，威胁瓦斯抽放安全。如何在抽采负压条件下实现排水排渣功能，同时实现水气分离，提高瓦斯抽采效率，是解决瓦斯抽采困难的重大难题。
4.因此，开发一种抽采钻孔排水除渣降尘装置具有重要工程价值。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种抽采钻孔排水除渣降尘装置，以解决现有技术中存在的问题。
6.为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种抽采钻孔排水除渣降尘装置，包括除尘箱、管道除湿器和负压自动排水器。
7.所述除尘箱为具有内腔的箱体。所述除尘箱的箱壁上设置有与内腔连通的进气口、出气口、注水口、除湿器进水口和排水口。所述除尘箱的箱底设置有与内腔连通的排渣口。所述除尘箱的内腔中竖直布置有隔板。所述隔板将除尘箱的内腔分隔为腔室ⅰ和腔室ⅱ。所述进气口和排渣口与腔室ⅰ连通。所述出气口、注水口、除湿器进水口和排水口与腔室ⅱ连通。所述腔室ⅰ中布置有倾斜面板。所述腔室ⅱ中布置有超声波雾化器。所述隔板包括挡板和活性炭过滤板。所述挡板的上表面设置有供活性炭过滤板嵌插的插槽。所述活性炭过滤板嵌插布置在挡板上方。所述倾斜面板支承在挡板与排渣口之间。
8.所述管道除湿器布置在除尘箱外。所述出气口通过管路与管道除湿器的送气口连通。所述管道除湿器的排气口与瓦斯抽采管连通。所述管道除湿器的出水口与除湿器进水口连通。
9.所述负压自动排水器布置在除尘箱外。所述负压自动排水器通过管路与排水口连通。所述负压自动排水器的负压口通过管道与管道除湿器的送气口连通。
10.进一步，所述腔室ⅱ外具有玻璃管液位计。
11.进一步，所述排渣口处设置有球阀。
12.进一步，所述送气口和出气口之间的管路上设置有高密度过滤棉。
13.进一步，所述除尘箱和负压自动排水器下方设有高度可调支架。
14.进一步，所述注水口处设置有球阀。
15.进一步，所述进气口与钻杆上的集尘罩连通。所述进气口与集尘罩之间的管路上设置有手动蝶阀。
16.进一步，所述进气口与抽采钻场的瓦斯汇总管连通。所述进气口与瓦斯汇总管之间的管路上设置有手动蝶阀。
17.进一步，所述负压自动排水器的外壁上设置有水平仪。
18.进一步，所述瓦斯抽采管上设有手动蝶阀。
19.本实用新型的技术效果是毋庸置疑的：
20.1)多级除尘和多种除尘方式并用，具有良好的除尘效果。首先通过重力除尘，从除尘箱进气口流入的大颗粒煤尘在重力作用和活性炭过滤板的阻挡作用下沉积到除尘箱腔室ⅰ内，并可以通过排渣口排出，然后通过除尘箱腔室ⅱ的超声波雾化器对细小颗粒进行雾化除尘，最终通过高密度过滤棉过滤微小煤尘颗粒，进行过滤除尘；
21.2)既可以实现钻孔施工过程中的降尘功能，也可以实现在抽采负压条件下的排水除渣和水气分离功能。此外，当装置检修时，只需要将装置两端手动蝶阀关闭，既能避免空气在负压作用下回流进煤层降低瓦斯浓度，也能避免影响其他抽采管路工作；
22.3)通过活性炭过滤板过滤除尘箱左腔室积水中的煤尘，一旦积水液面超过挡板高度，除尘箱腔室ⅰ的水将会流入腔室ⅱ。此外，除湿器冷凝产生的液化水同样能够通过出水口和除尘箱的除湿器进水口进入除尘箱腔室ⅱ，供超声波雾化器循环使用，降低对水资源的浪费；
23.4)通过水平仪配合可调性支架调节高度，可以使装置始终保持水平状态。防止因地面倾斜导致的装置失效以及使用寿命缩短等问题(尤其是负压自动排水器这种对于地面水平度要求较高的设备)；
24.5)改善作业环境，提高作业安全性；
25.6)结构简单，方便实用。
附图说明
26.图1为装置结构示意图；
27.图2为装置结构侧视图；
28.图3为钻孔施工过程装置管路布置图；
29.图4为瓦斯抽采过程装置管路布置图。
30.图中：手动蝶阀1、进气口2、除尘箱3、倾斜面板4、排渣口5、球阀6、可调支架7、挡板8、活性炭过滤板9、超声波雾化器10、出气口11、高密度过滤棉12、管道除湿器13、送气口13a、排气口13b、出水口13c、瓦斯抽采管14、注水口15、除湿器进水口16、排水口17、负压自动排水器18、负压口19、液位计20、水平仪21、钻杆钻机22、集尘罩23、瓦斯汇总管24。
具体实施方式
31.下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
32.实施例1：
33.参见图1～图4，本实施例提供一种抽采钻孔排水除渣降尘装置，包括除尘箱3、管道除湿器13和负压自动排水器18。
34.所述除尘箱3为具有内腔的箱体。所述除尘箱3的箱壁上设置有与内腔连通的进气口2、出气口11、注水口15、除湿器进水口16和排水口17。所述除尘箱3的箱底设置有与内腔连通的排渣口5。所述除尘箱3的内腔中竖直布置有隔板。所述隔板将除尘箱3的内腔分隔为腔室ⅰ和腔室ⅱ。所述进气口2和排渣口5与腔室ⅰ连通。所述出气口11、注水口15、除湿器进水口16和排水口17与腔室ⅱ连通。所述腔室ⅰ中布置有倾斜面板4。所述腔室ⅱ中布置有超声波雾化器10。
35.所述隔板包括挡板8和活性炭过滤板9。所述挡板8的上表面设置有供活性炭过滤板9嵌插的插槽。所述活性炭过滤板9嵌插布置在挡板8上方。所述倾斜面板4支承在挡板8与排渣口5之间。所述倾斜面板4和排渣口5组成排渣通路。
36.所述管道除湿器13布置在除尘箱3外。在本实施例中管道除湿器13选用型号为bcf-790c(d)的防爆型管道除湿器。所述出气口11通过管路与管道除湿器13的送气口13a连通。所述管道除湿器13的排气口13b与瓦斯抽采管14连通。所述瓦斯抽采管14上设有手动蝶阀ⅱ1b。所述管道除湿器13的出水口13c与除湿器进水口16连通，用于回收除湿器冷凝产生的液化水循环使用。
37.所述负压自动排水器18布置在除尘箱3外。所述负压自动排水器18通过管路与排水口17连通。所述负压自动排水器18的负压口19通过管道与管道除湿器13的送气口13a连通。
38.不论是在钻孔施工过程还是瓦斯抽采过程中，煤层中的水分和钻孔中的大量煤尘都会在抽采负压的作用下伴随瓦斯流进入除尘箱3的进气口2处，首先在除尘箱3的腔室ⅰ中，从除尘箱进气口2流入的大颗粒煤尘在重力作用和活性炭过滤板9的阻挡作用下沉积到除尘箱腔室ⅰ内的倾斜面板4上形成煤渣，可通过定期打开排渣口5的球阀6进行排渣。然后通过除尘箱腔室ⅱ的超声波雾化器10对细小煤尘颗粒进行雾化除尘，继而通过出气口11的高密度过滤棉12过滤微小煤尘颗粒，得到除尘后的瓦斯流，最后通过管道除湿器13，降低抽采瓦斯中的水分。值得说明的是，通过设置活性炭过滤板9过滤除尘箱腔室ⅰ积水中的煤尘，一旦积水液面超过挡板8的高度，除尘箱腔室ⅰ的水将会流入腔室ⅱ。此外，管道除湿器13冷凝产生的液化水同样能够通过出水口13a和除尘箱3的除湿器进水口16进入除尘箱腔室ⅱ，供超声波雾化器10循环使用，降低对水资源的浪费。
39.本实施例从新的角度出发，考虑多级除尘和多种除尘方式并用的综合除尘方法，研制一种可实现钻孔施工过程中的降尘功能以及瓦斯抽采过程中的排水排渣和水气分离功能的排水除渣降尘装置，对于实现煤层瓦斯高效抽采，营造工作场所健康环境，促进煤矿安全生产具有重要的工程价值。
40.实施例2：
41.本实施例提供一种基础的抽采钻孔排水除渣降尘装置，包括除尘箱3、管道除湿器13和负压自动排水器18。
42.所述除尘箱3为具有内腔的箱体。所述除尘箱3的箱壁上设置有与内腔连通的进气口2、出气口11、注水口15、除湿器进水口16和排水口17。所述除尘箱3的箱底设置有与内腔连通的排渣口5。所述除尘箱3的内腔中竖直布置有隔板。所述隔板将除尘箱3的内腔分隔为腔室ⅰ和腔室ⅱ。所述进气口2和排渣口5与腔室ⅰ连通。所述出气口11、注水口15、除湿器进水口16和排水口17与腔室ⅱ连通。所述腔室ⅰ中布置有倾斜面板4。所述腔室ⅱ中布置有超声波雾化器10。
43.所述隔板包括挡板8和活性炭过滤板9。所述挡板8的上表面设置有供活性炭过滤板9嵌插的插槽。所述活性炭过滤板9嵌插布置在挡板8上方。所述倾斜面板4支承在挡板8与排渣口5之间。所述倾斜面板4和排渣口5组成排渣通路。
44.所述管道除湿器13和负压自动排水器18布置在除尘箱3外。所述出气口11通过管路与管道除湿器13的送气口13a连通。所述管道除湿器13的排气口13b与瓦斯抽采管14连通。所述管道除湿器13的出水口13c与除湿器进水口16连通。
45.实施例3：
46.本实施例主要结构同实施例2，其中，所述腔室ⅱ外具有玻璃管液位计20。所述玻璃管液位计20与腔室ⅱ组成连通器。
47.实施例4：
48.本实施例主要结构同实施例2，其中，所述排渣口5处设置有球阀6。
49.实施例5：
50.本实施例主要结构同实施例2，其中，所述送气口13a和出气口11之间的管路上设置有高密度过滤棉12，用于过滤微小煤尘颗粒。
51.实施例6：
52.本实施例主要结构同实施例2，其中，所述除尘箱3和负压自动排水器18下方设有高度可调支架7。
53.实施例7：
54.本实施例主要结构同实施例2，其中，所述注水口15处设置有球阀6。
55.实施例8：
56.本实施例主要结构同实施例2，其中，所述进气口2与钻杆钻机22配套的集尘罩23连通。所述进气口2与集尘罩23之间的管路上设置有手动蝶阀1。钻杆钻机22使用过程中钻孔内钻渣进入集尘罩23内，抽采钻孔排水除渣降尘装置完成对粉尘的收集沉降过程。
57.实施例9：
58.本实施例主要结构同实施例2，其中，所述进气口2与抽采钻场的瓦斯汇总管24连通。所述进气口2与瓦斯汇总管24之间的管路上设置有手动蝶阀1。
59.实施例10：
60.本实施例主要结构同实施例2，其中，所述负压自动排水器18的外壁上设置有水平仪21。
61.实施例11：
62.本实施例主要结构同实施例2，其中，所述瓦斯抽采管14上设有手动蝶阀1。