[发明专利]煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法

说明书

本发明涉及一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法。本发明由第一分离装置、第二分离装置、转运装置和分离转运车体组成，以矿井瓦斯抽采负压为动力，负压主动抽吸，避免含钻渣和瓦斯的污染空气泄漏；采用第一分离装置分离钻进空气中的大颗粒钻渣；采用第二分离装置分离中等、细颗粒钻渣，并抽走有害甲烷气体；采用转运装置高效转运钻渣，并排出清洁空气。具有处理过程无污染空气泄漏、可避免瓦斯超限、钻渣自动转运等显著特点，实现了煤矿井下空气定向钻进时含钻渣、瓦斯的大流量高压力污染空气的分级净化、钻渣高效转运和钻进异常孔口应急处理，降低了工人劳动强度，保障了钻孔施工安全和施工人员职业健康。

技术领域

本发明涉及一种钻渣分离转运系统及方法，属于煤矿井下坑道钻进领域，具体涉及一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法。

背景技术

碎软煤层瓦斯含量高、压力大，瓦斯灾害事故频发，顺煤层钻孔是治理碎软煤层瓦斯问题的有效途径之一。目前主要采用传统回转钻进工艺进行顺层钻孔施工，存在轨迹不可控制、煤层钻遇率低和瓦斯抽采效率低等问题。近年来国内相关研究机构开发了碎软煤层空气定向钻进技术，具有钻孔轨迹可控、成孔深度大和瓦斯抽采效率高等优势，可以弥补传统碎软煤层顺层钻孔施工工艺技术的不足。

碎软煤层空气定向钻进技术采用矿用空压机提供的压风进行施工，风量大(17m³/min)，压力高(1.25MPa)，且由于碎软煤层钻进易塌孔，钻渣数量多，因此会在孔口产生大量含钻渣、瓦斯的污染空气，严重威胁钻进施工安全和工人人身健康。但现有的钻渣处理装置不能满足碎软煤层空气定向钻进时的钻渣处理需求，具体表现在：①污染空气处理能力低，一般不超过10m³/min，不满足大风量处理需要；②处理效果差，呼吸性细颗粒钻渣处理能力低；③污染空气存在外泄通道，且不具备孔内出现复杂情况时(喷孔、煤层自燃等)大量瓦斯和一氧化碳等有害气体的应急处理能力，存在安全隐患；④钻渣数量多，依靠人工清理无法满足钻渣处理需求，且工人劳动强度大。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合从事相关产业的经验和成果，针对煤矿井下碎软煤层压风钻孔施工时孔口钻渣处理装置与方法存在的不足，研究设计出一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法，以克服上述缺陷

发明内容

本发明的目的是针对现有装置在煤矿井下碎软煤层空气定向钻进施工过程中进行孔口粉尘处理时，不能满足大风量粉尘处理需要、粉尘处理能力低、有害气体应急处理能力不足、无法实现粉尘高效转运等问题，提供了一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，包括：

设置于分离转运车体上的分离装置、转运装置；

其中，所述转运装置包括依次连接的集渣管、柔性连接管和输渣管；所述集渣管内部设有螺旋转子，上部设有连接分离装置的进渣口，所述输渣管内部设有螺杆转子，外部设有排渣口；所述柔性连接管可以围绕集渣管在一定空间内活动，内部设有连接螺旋转子和螺杆转子的万向轴。

优选的，上述的一种煤矿井下空气定向钻进用钻渣分离转运系统，所述分离装置为两个，分别是第一分离装置、第二分离装置；第一分离装置上部输出口A与第二分离装置的输入口B连接，所述转运装置的进渣口A连接第一分离装置，进渣口B连接第二分离装置。