專利名稱：煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及煤礦井下通風(fēng)除塵的裝置，主要用于煤礦井下巷道壁面煤層干法 鉆孔除塵、錨噴工藝降塵、皮帶輸煤轉(zhuǎn)載點，特指一種煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器。
背景技術(shù)：
[0002]由于瓦斯威脅煤炭開采的安全，煤礦井下巷道壁面鉆孔抽排煤層中的瓦斯成為煤 炭開采前的一道重要環(huán)節(jié)。對一些松軟煤層，只能干法鉆孔，采用壓縮空氣吹塵工藝，使鉆 孔時產(chǎn)生的煤粉和壓縮空氣一道沿鉆桿和孔壁之間的間隙噴出。雖然吹塵氣體流量不大， 但壓縮空氣具有的能量大，形成的氣流沖擊力強，帶塵量高達3000mg/m3以上，導(dǎo)致工作面 的環(huán)境十分惡劣，嚴重威脅作業(yè)人員的身體健康；噴出氣流的瓦斯?jié)舛雀?，因高安全生產(chǎn)需 要，吹塵工藝的降塵方法禁止風(fēng)機抽氣。[0003]為了改善干法鉆孔中的嚴重環(huán)境污染問題，目前的做法是在干法鉆孔的孔口 設(shè)置鉆桿套管的孔口集塵器，小套管深入煤層，大套管貼近巷道壁面，壓縮空氣的吹塵 沿鉆桿和小套管之間的間隙噴出進入大套管，在大套管內(nèi)噴霧降塵，除塵效率在50% 60%之間，雖然降塵效果明顯，但難以達到工作環(huán)境衛(wèi)生標準。目前，孔口除塵還有其 它形式的工藝設(shè)備，如多級無動力孔口除塵器(200920032M6.X)、礦用濕式孔口除塵器 (200620110816.0)，但由于設(shè)備體積大，快速撤、裝和搬運困難，難以適應(yīng)鉆孔位置頻繁更 換的需求。[0004]隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，煤炭的需求量越來越大，煤炭安全開采越來越重視，巷 道壁面鉆孔抽排瓦斯已成為預(yù)防煤炭開采中瓦斯突出的重要措施之一，因此壁面煤層的鉆 孔工作量越來越大。為了消除干法鉆孔過程中粉塵對作業(yè)工人的威脅，研制體積小、重量 輕、安全可靠、撤裝方便的高效除塵裝置具有重要的實用價值，它可以改善工作面的工作環(huán) 境，降低作業(yè)工人的勞動強度，保障作業(yè)工人的工作權(quán)益，同時，能提高壁面鉆孔的工作效率。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種煤礦井下用壓氣排渣鉆 孔除塵器，除塵器采用了高壓氣體引射原理、濕法除塵技術(shù)，其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、 搬運方便和除塵效率高。[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，包括文丘里 管混合器，所述文丘里管混合器包括進氣室、收縮管段、直管段和錐形擴散段，在所述進氣 室內(nèi)設(shè)置有高壓氣體進口管，高壓氣體進口管的外端設(shè)置在進氣室外，高壓氣體進口管的 內(nèi)端連接至少一根與文丘里管混合器中心軸線平行的直管，直管的另一端安裝有高壓氣體 噴頭，高壓氣體噴頭的出口處設(shè)置在文丘里管混合器內(nèi)；在所述文丘里管混合器上還設(shè)置 進水管，進水管上安裝有閥門，進水管的內(nèi)端連接水霧化噴頭，所述水霧化噴頭設(shè)置在文丘 里管混合器內(nèi)。[0007]本實用新型在文丘里管混合器的收縮管段前設(shè)置進氣室，高壓氣體噴頭設(shè)置在文丘里管混合器內(nèi)，高壓氣體噴頭噴射的高速氣流通過文丘里管混合器，在文丘里管混合器 的進氣室形成負壓，抽吸由進氣管進入的含塵氣流；在文丘里管混合器中安裝水噴霧噴頭， 水霧化量由進水管上的閥門控制，水被霧化成霧滴，霧滴分散在含塵氣流中，和含塵氣流一 道進入文丘里管的直管段和錐形擴散段，形成濕法除塵，即噴射的高速氣流和抽吸的含塵 氣流、霧滴在文丘里管混合器內(nèi)的流動過程中形成高度湍流狀態(tài)，給塵粒與霧滴創(chuàng)造了不 斷接觸、碰撞的機會，導(dǎo)致塵粒并被霧滴捕集，形成第一級除塵。[0008]煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器采用壓縮空氣為工作流體，當(dāng)壓縮空氣源的壓力 超過0. 19MPa時，高壓氣體噴頭噴射的氣流速度為音速或超音速，產(chǎn)生的引射效果較好；為 了提高工作流體的工作效率，把單一噴頭設(shè)計為多噴頭，能大幅度提高引射比(引射流體質(zhì) 量/工作流體質(zhì)量)。[0009]本實用新型的優(yōu)點為[0010](1)采用高壓氣體引射，除塵器無運動部件，使用環(huán)境不受瓦斯?jié)舛鹊南拗疲籟0011](2)除塵器結(jié)構(gòu)簡單，重量不超過50kg，搬運、撤、裝方便；[0012](3)除塵器的除塵效率不低于95%，正確使用，不會出現(xiàn)除塵器堵塞問題。[0013]本實用新型的高壓氣體噴頭的出口處設(shè)置在收縮管段或直管段。[0014]所述進水管穿置在進氣室上，水霧化噴頭設(shè)置在進氣室內(nèi)。[0015]所述進水管穿置在收縮管段上，水霧化噴頭設(shè)置在收縮管段內(nèi)。[0016]所述進水管穿置在直管段上，水霧化噴頭設(shè)置在直管段內(nèi)。[0017]為了使除塵效果更好，所述錐形擴散段的外端連接除塵脫水裝置。文丘里管混合 器排出的混合氣流通過除塵脫水裝置，形成第二級除塵。[0018]所述除塵脫水裝置包括臥式筒體和設(shè)置在臥式筒體橫斷面上的纖維柵板，所述筒 體的后端固定連接擋板，筒體的下端設(shè)置含塵水流出口和除塵后氣流流出口，所述含塵水 流出口設(shè)置在纖維柵板的前側(cè)，除塵后氣流流出口設(shè)置在纖維柵板的后側(cè)，纖維柵板的前 端面與所述錐形擴散段的后端面之間設(shè)置間隔。纖維柵上的濕纖絲與粉塵產(chǎn)生慣性碰撞效 應(yīng)和攔截效應(yīng)，二次防塵脫水效果好。[0019]所述高壓氣體進口管與直管之間設(shè)置高壓氣體分配室，高壓氣體分配室位于所述 進氣室內(nèi)，所述各直管布置在高壓氣體分配室的一端。[0020]所述進氣室的上端連接含塵氣流進口管，含塵氣流進口管的軸線與文丘里管混合 器的軸線垂直。[0021]所述進氣室連接含塵氣流進口管，含塵氣流進口管的軸線與文丘里管混合器的軸 線重合。


[0022]圖1為本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖2為本實用新型的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]圖3為本實用新型使用場合的參照圖。
具體實施方式
[0025]實施例1[0026]如圖1所示，為煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，包括文丘里管混合器10，文丘里 管混合器10包括進氣室10-1、收縮管段10-2、直管段10-3和錐形擴散段10-4。在進氣室 10-1內(nèi)設(shè)置有高壓氣體進口管1，高壓氣體進口管1的外端設(shè)置在進氣室10-1外，高壓氣 體進口管1的內(nèi)端連接兩根與文丘里管混合器10中心軸線平行的直管14，直管14的另一 端安裝有高壓氣體噴頭13，高壓氣體噴頭13的出口處設(shè)置在收縮管段10-2。[0027]在文丘里管混合器10的收縮管段10-2上還設(shè)置進水管31，進水管31上安裝有閥 門6，進水管31的內(nèi)端連接水霧化噴頭9，水霧化噴頭9設(shè)置在收縮管段10-2內(nèi)。[0028]錐形擴散段10-4的外端連接臥式筒體觀，在臥式筒體觀橫斷面上設(shè)置的纖維柵 板11，筒體觀的后端固定連接擋板33，筒體觀的下端設(shè)置含塵水流出口四和除塵后氣流 流出口 30，含塵水流出口四設(shè)置在纖維柵板11的前側(cè)，除塵后氣流流出口 30設(shè)置在纖維 柵板11的后側(cè)，纖維柵板11的前端面與錐形擴散段10-4的后端面之間設(shè)置間隔?？蓪⒗w 維柵板11替換為旋流板、折疊板或填料層。[0029]實施例2[0030]如圖2所示，高壓氣體進口管1與直管14之間設(shè)置高壓氣體分配室4，高壓氣體 分配室4設(shè)置在進氣室10-1內(nèi)，各直管14布置在高壓氣體分配室4的一端。進氣室10-1 的上端連接含塵氣流進口管8，含塵氣流進口管8的軸線與文丘里管混合器10的軸線垂直。 高壓氣體進口管1內(nèi)設(shè)置第一濾網(wǎng)3。進水管31穿置在進氣室10-1上，水霧化噴頭9設(shè)置 在進氣室10-1內(nèi)。進氣室10-1的下端連接放渣口 16。其余結(jié)構(gòu)同實施例1。[0031]高壓氣體2通過高壓氣體進口管1進入高壓氣體分配室4，然后經(jīng)過直管14，高壓 氣體通過高壓氣體噴頭13噴射，產(chǎn)生高速氣流；噴射的高速氣流產(chǎn)生引射作用，在文丘里 管混合器10的進氣室形成負壓，抽吸引導(dǎo)而來的含塵氣流7 ；同時，在文丘里管混合器10 進氣室內(nèi)設(shè)置水霧化噴頭9，高壓水5通過閥門6到達水霧化噴頭9進行霧化，霧化霧滴均 勻分別在含塵氣流中；由于高速氣流的引射作用，霧化的霧滴和含塵氣流7與高速氣流一 道進入文丘里管混合器10的直管段，由于高速氣流的擴散和卷吸作用，文丘里管混合器10 的直管段和擴散段中的氣流處于高度的紊流狀態(tài)，塵粒與霧滴創(chuàng)造了不斷接觸、碰撞，塵粒 被水潤濕和增重，導(dǎo)致塵被霧滴捕集，構(gòu)成濕法除塵；通過文丘里管混合器10排出的氣流 通過纖維柵板11，纖維柵板11下端與擴散管出口下端留有縫隙，便于含塵水的流出，防止 堵塞，含塵水從含塵水流出口四處流出；由于排出氣流沖擊纖維柵板，而纖維柵絲之間間 隙較小，帶水膜的纖維柵絲對氣流中未除掉的塵粒發(fā)生碰撞和攔截，形成二次除塵，并氣流 進行部分脫水。除塵后的氣流12從除塵后氣流流出口 30向下排放。[0032]如圖3所示，壓縮空氣通過空心鉆桿22進入鉆頭位置，夾帶煤屑，并從鉆桿22與 孔口集塵器21套管之間間隙噴射出來，形成的含塵氣流進入孔口集塵器21的空腔內(nèi)；當(dāng)壓 縮空氣軟管M與煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器18連接時，煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除 塵器18進氣口形成的負壓，通過負壓風(fēng)筒23抽吸孔口集塵器21中的含塵氣流，大顆粒的 煤屑通過孔口集塵器21的排渣口排出，落入地下，小粒徑的飄塵被抽走；當(dāng)高壓水軟管25 與煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器18連通時，煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器18具有除 塵功能，除塵器開始除塵工作，被抽吸而來的小粒徑顆粒在除塵器中除掉。由于抽吸氣體流 量大于夾帶煤屑的噴出氣流流量，在孔口集塵器21中不會出現(xiàn)冒塵現(xiàn)象。圖3中，19為煤 層，20為巷道壁面，24壓縮空氣軟管，25為高壓水軟管，26為巷道高壓空氣管，27為巷道高5壓水管。[0033]適用于孔口除塵的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器基本參數(shù)[0034]1.壓縮空氣源壓力彡0. 2MPa ；[0035]2.引射比(引射氣體質(zhì)量/壓縮空氣質(zhì)量)10 15 ；[0036]3.適用噴霧供水壓力彡0. 3MPa ；[0037]4.液氣比0. 08 0. 10L/m3 ；[0038]5.適用粉塵濃度范圍0 30000mg/m3 ；[0039]6.除塵效率彡95%;[0040]7.除塵器重量<50kg。
權(quán)利要求1.煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，包括文丘里管混合器，所述文丘里管混合器包括 進氣室、收縮管段、直管段和錐形擴散段，其特征在于在所述進氣室內(nèi)設(shè)置有高壓氣體進 口管，高壓氣體進口管的外端設(shè)置在進氣室外，高壓氣體進口管的內(nèi)端連接至少一根與文 丘里管混合器中心軸線平行的直管，直管的另一端安裝有高壓氣體噴頭，高壓氣體噴頭的 出口處設(shè)置在文丘里管混合器內(nèi)；在所述文丘里管混合器上還設(shè)置進水管，進水管上安裝 有閥門，進水管的內(nèi)端連接水霧化噴頭，所述水霧化噴頭設(shè)置在文丘里管混合器內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，其特征在于在所述的高 壓氣體噴頭的出口處設(shè)置在收縮管段或直管段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，其特征在于所述進水管 穿置在進氣室上，水霧化噴頭設(shè)置在進氣室內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，其特征在于所述進水管 穿置在收縮管段上，水霧化噴頭設(shè)置在收縮管段內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，其特征在于所述進水管 穿置在直管段上，水霧化噴頭設(shè)置在直管段內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，其特征在于所述錐形擴 散段的外端連接除塵脫水裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，其特征在于所述除塵脫 水裝置包括臥式筒體和設(shè)置在臥式筒體橫斷面上的纖維柵板，所述筒體的后端固定連接擋 板，筒體的下端設(shè)置含塵水流出口和除塵后氣流流出口，纖維柵板的前端面與所述錐形擴 散段的后端面之間設(shè)置間隔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，其特征在于所述高壓氣 體進口管與直管之間設(shè)置高壓氣體分配室，高壓氣體分配室位于所述進氣室內(nèi)，所述各直 管布置在高壓氣體分配室的一端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，其特征在于所述進氣室 的上端連接含塵氣流進口管，含塵氣流進口管的軸線與文丘里管混合器的軸線垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，其特征在于所述進氣室 連接含塵氣流進口管，含塵氣流進口管的軸線與文丘里管混合器的軸線重合。
專利摘要煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器，涉及煤礦井下通風(fēng)除塵的裝置，包括文丘里管混合器，所述文丘里管混合器包括進氣室、收縮管段、直管段和錐形擴散段，在所述進氣室內(nèi)設(shè)置有高壓氣體進口管，高壓氣體進口管的外端設(shè)置在進氣室外，高壓氣體進口管的內(nèi)端連接至少一根與文丘里管混合器中心軸線平行的直管，直管的另一端安裝有高壓氣體噴頭，高壓氣體噴頭的出口處設(shè)置在文丘里管混合器內(nèi)；在所述文丘里管混合器上還設(shè)置進水管，進水管上安裝有閥門，進水管的內(nèi)端連接水霧化噴頭，所述水霧化噴頭設(shè)置在文丘里管混合器內(nèi)。除塵器采用了高壓氣體引射原理、濕法除塵技術(shù)，其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、搬運方便和除塵效率高。
文檔編號E21F5/20GK201818322SQ201020568600
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者丁燕琴, 崔興安, 張建新, 王助良, 盛華興, 程合玉, 趙俊峰 申請人:江都市引江礦業(yè)設(shè)備有限公司