專利名稱：一種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：
本發(fā)明涉及煤礦井下通風(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(diǎn)，特指一種煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器。
背景技術(shù)：
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(duì)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(shí)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(qiáng)，帶塵量高達(dá)3000mg/m3以上，導(dǎo)致工作面 的環(huán)境十分惡劣，嚴(yán)重威脅作業(yè)人員的身體健康；噴出氣流的瓦斯?jié)舛雀撸蚋甙踩a(chǎn)需 要，吹塵工藝的降塵方法禁止風(fēng)機(jī)抽氣。為了改善干法鉆孔中的嚴(yán)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(jìn)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(dá)到工作環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。目前，孔口除塵還有其 它形式的工藝設(shè)備，如多級(jí)無動(dòng)力孔口除塵器(200920032546. 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(yùn)困難，難以適應(yīng)鉆孔位置頻繁更 換的需求。隨著國家經(jīng)濟(jì)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(duì)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(shí)用價(jià)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(dòng)強(qiáng)度，保障作業(yè)工人的工作權(quán)益，同時(shí)，能提高壁面鉆孔的工作效 率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明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(jiǎn)單、體積小、重量輕、搬運(yùn) 方便和除塵效率高。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種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(jìn)氣室、收縮管段、直管段和錐形擴(kuò)散段，在所述進(jìn)氣 室內(nèi)設(shè)置有高壓氣體進(jìn)口管，高壓氣體進(jìn)口管的外端設(shè)置在進(jìn)氣室外，高壓氣體進(jìn)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)；所述高壓氣體進(jìn)口管上還連接引 射器，所述引射器通過連接管連接儲(chǔ)液箱，儲(chǔ)液箱設(shè)置在進(jìn)氣室外。本發(fā)明在文丘里管混合器的收縮管段前設(shè)置進(jìn)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(jìn) 氣室形成負(fù)壓，抽吸由進(jìn)氣管進(jìn)入的含塵氣流；當(dāng)高壓氣體通過引射器時(shí)，產(chǎn)生引射作用， 抽吸儲(chǔ)液箱中的水，形成氣水混合物，噴射到含塵氣流中，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(jìn)入文丘里管的直管段和錐形擴(kuò)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(dòng)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(jī)會(huì)，導(dǎo)致塵粒并被霧滴捕集，形成第一級(jí)除塵。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(shí)，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(jì)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)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為
(1)采用高壓氣體引射，除塵器無運(yùn)動(dòng)部件，使用環(huán)境不受瓦斯?jié)舛鹊南拗疲?br> (2)除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量不超過50kg，搬運(yùn)、撤、裝方便；
(3)除塵器的除塵效率不低于95%，正確使用，不會(huì)出現(xiàn)除塵器堵塞問題。在所述的高壓氣體噴頭的出口處設(shè)置在收縮管段。在所述的高壓氣體噴頭的出口處設(shè)置在直管段。為了使除塵效果更好，所述錐形擴(kuò)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(jí)除塵。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(kuò)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。所述高壓氣體進(jìn)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(jìn)氣室內(nèi)，所述各直管布置在高壓氣體分配室的一端。所述進(jìn)氣室的上端連接含塵氣流進(jìn)口管，含塵氣流進(jìn)口管的軸線與文丘里管混合 器的軸線垂直。所述進(jìn)氣室連接含塵氣流進(jìn)口管，含塵氣流進(jìn)口管的軸線與文丘里管混合器的軸 線重合。為了防止氣流噴射噴頭堵塞，高壓氣體進(jìn)口管內(nèi)設(shè)置第一濾網(wǎng)。為方便排渣，進(jìn)氣室的下端安裝放渣口。


圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明使用場(chǎng)合的參照?qǐng)D。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
4如圖1所示，為一種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(jìn)氣室10-1、收縮管段10-2、直管段10-3和錐形擴(kuò)散段10-4。在進(jìn)氣室 10-1內(nèi)設(shè)置有高壓氣體進(jìn)口管1，高壓氣體進(jìn)口管1的外端設(shè)置在進(jìn)氣室10-1外，高壓氣 體進(jìn)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。高壓氣體進(jìn)口管1上還連接引射器15，引射器15通過連接管32連接儲(chǔ)液箱17， 儲(chǔ)液箱17的水中加入發(fā)泡劑、浸潤劑，以提高氣流中水捕集塵粒的能力，儲(chǔ)液箱17設(shè)置在 進(jìn)氣室10-1外。錐形擴(kuò)散段10-4的外端連接臥式筒體28，在臥式筒體28橫斷面上設(shè)置的纖維柵 板11，筒體28的后端固定連接擋板33，筒體28的下端設(shè)置含塵水流出口 29和除塵后氣流 流出口 30，含塵水流出口 29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(kuò)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。實(shí)施例2
如圖2所示，高壓氣體進(jìn)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(jìn)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(jìn)氣室10-1的上端 連接含塵氣流進(jìn)口管8，含塵氣流進(jìn)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(jìn)口管1內(nèi)設(shè)置第一濾網(wǎng)3。進(jìn)氣室10-1的下端連接放渣口 16。其余結(jié)構(gòu)同實(shí)施例 1。高壓氣體2通過高壓氣體進(jìn)口管1進(jìn)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(jìn)氣室形成負(fù)壓，抽吸引導(dǎo)而來的含塵氣流7 ；同時(shí)，當(dāng)高壓氣體2通過引射 器15時(shí)，產(chǎn)生引射作用，抽吸儲(chǔ)液箱17中的水，形成氣水混合物，噴射到含塵氣流中，水被 霧化成霧滴，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(jìn)入文丘里管混合器10的直管段，由于高速氣流的擴(kuò)散和卷吸作 用，文丘里管混合器10的直管段和擴(kuò)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 混合器排出的氣流通過纖維柵板11，纖維柵板11下端與擴(kuò)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 29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(duì)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(jìn)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。如圖3所示，壓縮空氣通過空心鉆桿22進(jìn)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(jìn)入孔口集塵器21的空腔內(nèi)；當(dāng)壓 縮空氣軟管24與煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除塵器18連接時(shí)，煤礦井下用壓氣排渣鉆孔除 塵器18進(jìn)氣口形成的負(fù)壓，通過負(fù)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(shí)，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(huì)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 壓水管。 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)
1.適用引射的壓縮空氣壓力0.2MPa ；
2.引射比(引射氣體質(zhì)量/壓縮空氣質(zhì)量)10 15；
3.適用噴霧供水壓力彡0.3MPa ；
4.液氣比0.08 0. 10L/m3 ；
5.適用粉塵濃度范圍0 30000mg/m3；
6.除塵效率彡95%;
7.除塵器重量<50kg。
權(quán)利要求
一種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(jìn)氣室、收縮管段、直管段和錐形擴(kuò)散段，其特征在于在所述進(jìn)氣室內(nèi)設(shè)置有高壓氣體進(jìn)口管，高壓氣體進(jìn)口管的外端設(shè)置在進(jìn)氣室外，高壓氣體進(jìn)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)；所述高壓氣體進(jìn)口管上還連接引射器，所述引射器通過連接管連接儲(chǔ)液箱，儲(chǔ)液箱設(shè)置在進(jìn)氣室外。
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。
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，其特征在于在所述的高 壓氣體噴頭的出口處設(shè)置在直管段。
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，其特征在于所述錐形擴(kuò) 散段的外端連接除塵脫水裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4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(kuò) 散段的后端面之間設(shè)置間隔。
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，其特征在于所述高壓氣 體進(jìn)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(jìn)氣室內(nèi)，所述各直 管布置在高壓氣體分配室的一端。
7.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(jìn)氣室 的上端連接含塵氣流進(jìn)口管，含塵氣流進(jìn)口管的軸線與文丘里管混合器的軸線垂直。
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，其特征在于所述進(jìn)氣室 連接含塵氣流進(jìn)口管，含塵氣流進(jìn)口管的軸線與文丘里管混合器的軸線重合。
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，其特征在于所述高壓氣 體進(jìn)口管內(nèi)設(shè)置第一濾網(wǎng)。
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(jìn)氣室 的下端安裝放渣口。
全文摘要
一種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(jìn)氣室、收縮管段、直管段和錐形擴(kuò)散段，在所述進(jìn)氣室內(nèi)設(shè)置有高壓氣體進(jìn)口管，高壓氣體進(jìn)口管的外端設(shè)置在進(jìn)氣室外，高壓氣體進(jìn)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)；所述高壓氣體進(jìn)口管上還連接引射器，所述引射器通過連接管連接儲(chǔ)液箱，儲(chǔ)液箱設(shè)置在進(jìn)氣室外。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(jiǎn)單、體積小、重量輕、搬運(yùn)方便和除塵效率高。
文檔編號(hào)E21F5/00GK101963065SQ201010512768
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:江都市引江礦業(yè)設(shè)備有限公司