本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括導(dǎo)風(fēng)隔塵帳、除塵噴霧組件、抽出式除塵風(fēng)機(jī)、篩眼濕式除塵筒、除塵池、孔口隔塵密封氣囊、孔口防噴氣囊、流量傳感器、粉塵傳感器和甲烷濃度傳感器；采用導(dǎo)風(fēng)隔塵帳和孔口隔塵密封氣囊實(shí)現(xiàn)風(fēng)流的分隔和粉塵的密封；同時(shí)導(dǎo)風(fēng)隔塵帳和孔口隔塵密封氣囊實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)粉塵的集中密封，便于集中除塵；除塵噴霧組件、篩眼濕式除塵筒和除塵池三級除塵將粉塵處理徹底；孔口防噴氣囊可實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)瓦斯通道的封堵，防止噴孔造成瓦斯超限。本發(fā)明專利技術(shù)能顯著提高煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)現(xiàn)場粉塵處理效果和防噴效果，大大改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，保障作業(yè)人員的身心健康。保障作業(yè)人員的身心健康。保障作業(yè)人員的身心健康。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)及方法
[0001]本專利技術(shù)屬于煤礦鉆探
，涉及一種氣動定向鉆孔施工孔口除塵及防噴系統(tǒng)及方法，具體涉及一種煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
[0002]近年來氣動定向鉆進(jìn)技術(shù)在煤礦井下瓦斯治理中開始規(guī)模化推廣應(yīng)用，一方面利用定向鉆進(jìn)軌跡可控的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)鉆孔軌跡精確控制，有效避免瓦斯治理空白帶，另一方面該技術(shù)采用高壓氣體作為氣動螺桿鉆具驅(qū)動介質(zhì)及冷卻排渣介質(zhì)，具有對鉆孔孔壁擾動小的特點(diǎn)，在碎軟煤層瓦斯治理中能夠有效提高鉆孔孔深及成孔率，目前已經(jīng)成為碎軟煤層瓦斯治理鉆孔成孔最為有效的技術(shù)手段。
[0003]氣動定向鉆進(jìn)技術(shù)采用高壓氣體作為驅(qū)動及排渣介質(zhì)，導(dǎo)致鉆孔施工現(xiàn)場粉塵污染嚴(yán)重，處理不當(dāng)嚴(yán)重影響作業(yè)人員的身心健康，同時(shí)也制約著該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。近年來針對粉塵處理問題，國內(nèi)外學(xué)者也做出了大量研究，開發(fā)出多種類型的除塵裝置，其中以孔口引射流式除塵裝置應(yīng)用最廣，該裝置通過射流形成負(fù)壓，將孔內(nèi)排出的粉塵抽吸進(jìn)入除塵器，再通風(fēng)水霧進(jìn)行降塵除塵，雖然能夠?qū)⒁徊糠址蹓m進(jìn)行處理。但也存在以下問題：一除塵負(fù)壓有限，產(chǎn)生的負(fù)壓抽吸力不足，無法滿足要求；二除塵裝置密封性不足，尤其是除塵裝置與鉆桿處及排渣口處，容易溢出大量粉塵；三該除塵裝置需要接抽采負(fù)壓，容易造成煤塵及水進(jìn)入負(fù)壓管路造成堵塞。
[0004]氣動定向鉆進(jìn)過程中一方面隨著排渣氣體的排出，往往也伴隨著大量瓦斯，若孔口防噴不到位，易造成瓦斯超限事故；另一方面對于施工地壓高瓦斯壓力大的煤層，施工過程隨著地壓及瓦斯壓力的釋放，瞬間會發(fā)生噴孔現(xiàn)象，處理不當(dāng)也易造成瓦斯超限事故；現(xiàn)有防噴裝置存在密封效果差，出現(xiàn)噴孔時(shí)，仍有部分瓦斯溢出等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專利技術(shù)的目的在于，提供一種煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)及方法，以解決氣動定向鉆進(jìn)過程中粉塵污染嚴(yán)重，除塵處理效果不理想，以及現(xiàn)有防噴裝置密封效果差、無法有效防噴，易造成瓦斯超限事故等問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0007]煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)，包括導(dǎo)風(fēng)隔塵帳、除塵噴霧組件、抽出式除塵風(fēng)機(jī)、篩眼濕式除塵筒、除塵池、孔口隔塵密封氣囊、孔口防噴氣囊、流量傳感器、粉塵傳感器和甲烷濃度傳感器；
[0008]所述導(dǎo)風(fēng)隔塵帳設(shè)在巷道內(nèi)，其上下邊沿分別緊貼巷道頂?shù)装澹耘c鉆孔所在側(cè)幫圍成導(dǎo)風(fēng)除塵通道；導(dǎo)風(fēng)隔塵帳能將鉆機(jī)主機(jī)分隔在導(dǎo)風(fēng)除塵通道外以隔塵；鉆桿能貫穿導(dǎo)風(fēng)隔塵帳后作業(yè)；
[0009]所述除塵噴霧組件有多組，且間隔設(shè)在導(dǎo)風(fēng)除塵通道內(nèi)；
[0010]所述抽出式除塵風(fēng)機(jī)設(shè)在除塵噴霧組件的下風(fēng)側(cè)，抽出式除塵風(fēng)機(jī)的集塵罩覆蓋
整個(gè)導(dǎo)風(fēng)除塵通道的過風(fēng)截面；
[0011]所述篩眼濕式除塵筒與抽出式除塵風(fēng)機(jī)的出口相連；除塵池設(shè)在篩眼濕式除塵筒出口處；
[0012]所述孔口隔塵密封氣囊和孔口防噴氣囊均分別設(shè)在鉆桿和孔口管之間的環(huán)空內(nèi)，且孔口隔塵密封氣囊位于孔口管的端口處，孔口防噴氣囊位于孔口管內(nèi)部；
[0013]所述流量傳感器、粉塵傳感器和甲烷濃度傳感器均設(shè)在導(dǎo)風(fēng)除塵通道內(nèi)。
[0014]本專利技術(shù)還包括如下技術(shù)特征：
[0015]可選地，所述導(dǎo)風(fēng)隔塵帳為防靜電且不透氣材質(zhì)；
[0016]導(dǎo)風(fēng)隔塵帳的前部進(jìn)風(fēng)口處位置可調(diào)，以調(diào)整導(dǎo)風(fēng)隔塵帳進(jìn)風(fēng)口的開度；在導(dǎo)風(fēng)隔塵帳的前部進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有垂直于巷道頂?shù)装宓霓D(zhuǎn)軸，導(dǎo)風(fēng)隔塵帳前部能圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)使進(jìn)風(fēng)口角度調(diào)節(jié)范圍為
?
30
°
～30。
[0017]可選地，除塵噴霧組件有四組，沿風(fēng)流方向依次安裝，其中一組設(shè)在孔口上風(fēng)側(cè)，另三組依次間隔設(shè)在孔口下風(fēng)側(cè)；除塵噴霧組件包括吊裝在巷道頂板的多個(gè)除塵噴頭和除塵簾，除塵簾能覆蓋整個(gè)導(dǎo)風(fēng)除塵通道的過風(fēng)截面；多個(gè)除塵噴頭間隔布設(shè)，且除塵噴頭的朝向可調(diào)節(jié)。
[0018]可選地，所述抽出式除塵風(fēng)機(jī)的集塵罩為喇叭狀；集塵罩上部與巷道頂板緊密貼合，下部與巷道底板緊密貼合，左右部分別與巷道側(cè)幫和導(dǎo)風(fēng)隔塵帳緊密貼合。
[0019]可選地，所述篩眼濕式除塵筒包括筒體、中心轉(zhuǎn)軸、螺旋式捕塵篩和噴頭；所述筒體兩端分別連通抽出式除塵風(fēng)機(jī)的出口和除塵池，中心轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)在筒體內(nèi)，在中心轉(zhuǎn)軸上布設(shè)螺旋式捕塵篩，螺旋式捕塵篩上設(shè)有多個(gè)篩眼，篩眼直徑1mm～3mm，噴頭設(shè)在筒體內(nèi)壁上部，多個(gè)噴頭沿筒體軸向間隔布設(shè)。
[0020]可選地，所述流量傳感器設(shè)在導(dǎo)風(fēng)除塵通道的進(jìn)風(fēng)口處，以監(jiān)測進(jìn)風(fēng)口處風(fēng)量；粉塵傳感器和甲烷濃度傳感器設(shè)在孔口下風(fēng)側(cè)，以分別監(jiān)測鉆孔下風(fēng)側(cè)粉塵濃度和甲烷濃度。
[0021]可選地，所述孔口隔塵密封氣囊和孔口防噴氣囊均連接充氣管路，充氣膨脹后能填充在鉆桿和孔口管之間；孔口管設(shè)在鉆孔內(nèi)且端部伸出鉆孔，在孔口管內(nèi)壁設(shè)有兩個(gè)環(huán)形凹槽，孔口隔塵密封氣囊和孔口防噴氣囊分別位于兩個(gè)環(huán)形凹槽內(nèi)，以對孔口隔塵密封氣囊和孔口防噴氣囊進(jìn)行軸向定位。
[0022]一種所述的煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)的除塵方法，包括以下步驟：
[0023]步驟a1：采用導(dǎo)風(fēng)隔塵帳和孔口隔塵密封氣囊實(shí)現(xiàn)巷道進(jìn)風(fēng)的分隔和鉆孔孔口粉塵的密封；通過導(dǎo)風(fēng)隔塵帳將巷道內(nèi)進(jìn)風(fēng)分為兩部分，一部分風(fēng)進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)隔塵帳內(nèi)側(cè)的導(dǎo)風(fēng)除塵通道，進(jìn)行除塵；另一部分風(fēng)進(jìn)入巷道，以滿足巷道其他作業(yè)點(diǎn)供風(fēng)；孔口隔塵密封氣囊充氣鼓起，實(shí)現(xiàn)孔口管與鉆桿之間間隙的密封，達(dá)到密封粉塵的目的；當(dāng)流量傳感器監(jiān)測的流量小于設(shè)定值Q1時(shí)，導(dǎo)風(fēng)隔塵帳自動調(diào)節(jié)增大開度；當(dāng)流量傳感器監(jiān)測的流量等于設(shè)定值Q1時(shí)，導(dǎo)風(fēng)隔塵帳自動調(diào)節(jié)至0
°
；當(dāng)流量傳感器監(jiān)測的流量大于設(shè)定值Q1時(shí)，導(dǎo)風(fēng)隔塵帳自動調(diào)節(jié)減小開度；
[0024]步驟a2：當(dāng)孔口處粉塵傳感器監(jiān)測到粉塵濃度大于設(shè)定值Q2時(shí)，供水供風(fēng)管路自動開啟，向除塵噴霧組件的除塵噴頭供風(fēng)供水，并形成噴霧，從孔口返出的粉塵首先經(jīng)過除
塵噴霧完成初級除塵；當(dāng)孔口處粉塵傳感器監(jiān)測到粉塵濃度小于設(shè)定值Q2時(shí)，供水供風(fēng)管路自動關(guān)閉；
[0025]步驟a3：當(dāng)孔口處粉塵傳感器監(jiān)測到粉塵濃度大于設(shè)定值Q2時(shí)，抽出式除塵風(fēng)機(jī)自動啟動，抽出式除塵風(fēng)機(jī)形成抽吸負(fù)壓，將經(jīng)過除塵噴霧處理后的粉塵，經(jīng)過喇叭狀集塵罩抽吸進(jìn)入抽出式除塵風(fēng)機(jī)；當(dāng)孔口處粉塵傳感器監(jiān)測到粉塵濃度小于設(shè)定值Q2時(shí)，抽出式除塵風(fēng)機(jī)自動停機(jī)；
[0026]步驟a4：流經(jīng)抽出式除塵風(fēng)機(jī)的粉塵由管路進(jìn)入篩眼濕式除塵筒，在風(fēng)流的流動作用下，篩眼濕式除塵筒的螺旋式捕塵篩旋轉(zhuǎn)，粉塵經(jīng)過螺旋式捕塵篩的篩眼，并經(jīng)過噴頭噴出的噴霧，完成二級除塵；
[0027]步驟a5：經(jīng)過篩眼濕式除塵筒處理后的粉塵由管路進(jìn)入到除塵池內(nèi)，在除塵池內(nèi)水的浸潤作用下，粉塵沉積到水內(nèi)，氣體則溢出水面進(jìn)入巷道，完成三級除塵。
[0028]一種所述的煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)的防噴方法，包括以下步驟：
[0029]步驟本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)，其特征在于，包括導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)、除塵噴霧組件(2)、抽出式除塵風(fēng)機(jī)(3)、篩眼濕式除塵筒(4)、除塵池(5)、孔口隔塵密封氣囊(6)、孔口防噴氣囊(7)、流量傳感器(8)、粉塵傳感器(9)和甲烷濃度傳感器(10)；所述導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)設(shè)在巷道內(nèi)，其上下邊沿分別緊貼巷道頂?shù)装澹耘c鉆孔所在側(cè)幫圍成導(dǎo)風(fēng)除塵通道；導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)能將鉆機(jī)主機(jī)分隔在導(dǎo)風(fēng)除塵通道外以隔塵；鉆桿能貫穿導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)后作業(yè)；所述除塵噴霧組件(2)有多組，且間隔設(shè)在導(dǎo)風(fēng)除塵通道內(nèi)；所述抽出式除塵風(fēng)機(jī)(3)設(shè)在除塵噴霧組件(2)的下風(fēng)側(cè)，抽出式除塵風(fēng)機(jī)(3)的集塵罩(31)覆蓋整個(gè)導(dǎo)風(fēng)除塵通道的過風(fēng)截面；所述篩眼濕式除塵筒(4)與抽出式除塵風(fēng)機(jī)(3)的出口相連；除塵池(5)設(shè)在篩眼濕式除塵筒(4)出口處；所述孔口隔塵密封氣囊(6)和孔口防噴氣囊(7)均分別設(shè)在鉆桿和孔口管之間的環(huán)空內(nèi)，且孔口隔塵密封氣囊(6)位于孔口管的端口處，孔口防噴氣囊(7)位于孔口管內(nèi)部；所述流量傳感器(8)、粉塵傳感器(9)和甲烷濃度傳感器(10)均設(shè)在導(dǎo)風(fēng)除塵通道內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)為防靜電且不透氣材質(zhì)；導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)的前部進(jìn)風(fēng)口處位置可調(diào)，以調(diào)整導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)進(jìn)風(fēng)口的開度；在導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)的前部進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有垂直于巷道頂?shù)装宓霓D(zhuǎn)軸(11)，導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)前部能圍繞轉(zhuǎn)軸(11)旋轉(zhuǎn)使進(jìn)風(fēng)口角度調(diào)節(jié)范圍為
?
30
°
～30
°
。3.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)，其特征在于，除塵噴霧組件(2)有四組，沿風(fēng)流方向依次安裝，其中一組設(shè)在孔口上風(fēng)側(cè)，另三組依次間隔設(shè)在孔口下風(fēng)側(cè)；除塵噴霧組件(2)包括吊裝在巷道頂板的多個(gè)除塵噴頭(21)和除塵簾(22)，除塵簾(22)能覆蓋整個(gè)導(dǎo)風(fēng)除塵通道的過風(fēng)截面；多個(gè)除塵噴頭(21)間隔布設(shè)，且除塵噴頭(21)的朝向可調(diào)節(jié)。4.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)，其特征在于，所述抽出式除塵風(fēng)機(jī)(3)的集塵罩(31)為喇叭狀；集塵罩(31)上部與巷道頂板緊密貼合，下部與巷道底板緊密貼合，左右部分別與巷道側(cè)幫和導(dǎo)風(fēng)隔塵帳(1)緊密貼合。5.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)，其特征在于，所述篩眼濕式除塵筒(4)包括筒體(41)、中心轉(zhuǎn)軸(42)、螺旋式捕塵篩(43)和噴頭(44)；所述筒體(41)兩端分別連通抽出式除塵風(fēng)機(jī)(3)的出口和除塵池(5)，中心轉(zhuǎn)軸(42)同軸設(shè)在筒體(41)內(nèi)，在中心轉(zhuǎn)軸(42)上布設(shè)螺旋式捕塵篩(43)，螺旋式捕塵篩(43)上設(shè)有多個(gè)篩眼(45)，篩眼(45)直徑1mm～3mm，噴頭(44)設(shè)在筒體(41)內(nèi)壁上部，多個(gè)噴頭(44)沿筒體(41)軸向間隔布設(shè)。6.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下氣動定向鉆進(jìn)自動除塵防噴系統(tǒng)，其特征在于，所述流量傳感器(8)設(shè)在導(dǎo)風(fēng)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫永新，王建強(qiáng)，楊旭，張杰，張宏杰，王常委，金元甲，陳天柱，
申請(專利權(quán))人：山西天地王坡煤業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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