[发明专利]煤层钻进封闭式除尘抽采一体装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井除尘领域，尤其涉及一种煤层钻进封闭式除尘抽采一体装置及其使用方法。

背景技术

煤层瓦斯抽采是煤矿治理瓦斯的根本技术手段，同时瓦斯抽采也是开采煤层气的重要技术措施。实行瓦斯抽采，必须要对煤层进行打钻。煤层钻孔长度一般较长，产渣量较大。煤层钻进的排渣主要依靠机械排渣以及流体排渣，目前的钻进技术大多同时采用机械-流体双动力排渣。流体排渣的方法是在钻杆中通入压缩空气或者水来排除钻渣，采用水排渣的方式称作湿式排渣，采用压缩空气排渣称之为干式排渣。采用湿式排渣的钻孔，其产尘量较小，但是在水流的冲击下，易塌孔，且排出钻孔的水流进巷道会造成巷道底板积水，难以排出。部分矿井选择干式排渣，即采用机械-压缩空气双动力排渣，但是排出的小颗粒钻渣会随着压缩空气的排出迅速进入巷道，形成大量煤尘。

煤层双动力排渣钻进作为一种高效的钻进手段，具有广阔的市场前景以及应用价值，但是其产尘量大，因此需要对排出钻孔的钻渣进行处理；同时，钻进过程中，在多种因素作用下钻孔中溢出的瓦斯量较大，若不加处理的直接排进巷道，则可能会造成巷道顶板瓦斯集聚，造成瓦斯超限报警事故。

针对钻进中采用机械-压缩空气双动力排渣产尘量大的问题，部分矿井在巷道回风侧悬挂透风纱网，以阻止煤尘进入下行巷道，而对于钻进施工地点产尘量依然很大；针对进施工地点产尘量大的现象，部分矿井对钻孔口产尘处进行喷淋，但是效果不甚理想。针对钻进过程中钻孔瓦斯的问题，目前尚无较好的解决办法。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种煤层钻进封闭式除尘抽采一体装置及其使用方法，结构简单，便于安装操作，能够对排出钻孔的钻渣进行收集处理，能够对钻进施工地点喷淋除尘，同时可以在钻进过程中抽采瓦斯。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：煤层钻进封闭式除尘抽采一体装置，包括钻屑采集及喷淋雾化器、钻屑收集箱、钻屑收集连接软管和负压连接软管，

以煤层所在方位为左向，钻屑采集及喷淋雾化器包括连接筒、孔内固定钢管和若干个雾化喷嘴，连接筒的轴线沿左右水平方向设置，孔内固定钢管与连接筒同轴向设置，连接筒的左端部和右端部同轴向分别设置有一块环形板，孔内固定钢管的右端与左侧的环形板固定连接并连通，各个雾化喷嘴均沿周向安装在连接筒的外圆周的上部，雾化喷嘴的喷射方向朝向连接筒内部，雾化喷嘴与外部设置的井下喷淋供液管路连通，连接筒的底部固定连通有薄壁钢管，薄壁钢管的下端与钻屑收集连接软管的进口端固定连通；

钻屑收集箱设置在钻屑采集及喷淋雾化器的下方，钻屑收集箱的内部固定设置有前高后低的倾斜隔板，倾斜隔板将钻屑收集箱的内部分隔为相互连通的收集腔和负压腔，负压腔位于收集腔后侧；

钻屑收集箱的收集腔顶部设置有钻屑采集开口，钻屑收集箱的负压腔顶部设置有负压开口，钻屑采集开口与钻屑收集连接软管的出口端固定连通，负压连接软管的一端安装在负压开口处，负压连接软管的另一端与外部设置的井下负压管路固定连通。

倾斜隔板的上侧边固定连接在钻屑收集箱的顶板内壁上，倾斜隔板的左侧边固定连接在钻屑收集箱的左板内壁上，倾斜隔板的右侧边固定连接在钻屑收集箱的右板内壁上，倾斜隔板的下侧边位于钻屑收集箱的底板的上方，倾斜隔板的下侧边与钻屑收集箱的后板内壁之间具有气流连通间隙，收集腔和负压腔之间通过气流连通间隙连通。

钻屑收集箱的前板下部开设有钻屑出口，钻屑出口处设有可人工启闭的侧开门，所述侧开门的上侧边通过两个铰接构件铰接在钻屑收集箱的前板上，侧开门的下侧边通过插销组件与钻屑收集箱的底板连接。

连接筒的下部与薄壁钢管的上端之间固定连通有上大下小的连接漏斗。

所述倾斜隔板焊接在钻屑收集箱内。

倾斜隔板上表面与钻屑收集箱的顶板内壁之间固定连接有支撑杆。

所述雾化喷嘴设置有三个。

煤层钻进封闭式除尘抽采一体装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）、连接煤层钻进封闭式除尘抽采一体装置，

（2）、将钻屑采集及喷淋雾化器安装在煤层钻孔扩孔段，将孔内固定钢管的左端安装到煤层的钻孔内，并将井下喷淋供液管路与各个雾化喷嘴连通，将负压连接软管与外部设置的井下负压管路连接；

（3）、调整钻机，让钻机的钻杆穿过钻屑采集及喷淋雾化器中连接筒的中心孔和孔内固定钢管后进入煤层；

（4）、开启井下喷淋供液管路以及井下负压管路，对雾化喷嘴进行供液喷淋，以及在钻屑收集箱、钻屑收集连接软管、连接筒和孔内固定钢管内形成负压；