[发明专利]煤矿井下干式钻孔孔口除尘装置与方法

说明书

煤矿井下干式钻孔孔口除尘装置，包括外套管和内套管，内套管同轴向设置在外套管内，外套管同轴向安装到钻孔的孔口内，外套管外端和内套管外端设置有法兰盘，法兰盘的外径大于外套管的外径，法兰盘内侧面与煤岩壁接触并通过固定装置固定在煤岩壁上，外套管内端和内套管内端设置有环形堵板，内套管上均匀开设有若干个喷雾孔，外套管和内套管之间形成环形空腔，法兰盘上连接有与环形空腔连通的进水管，进水管上设置有阀门。本发明还公开了采用该装置的除尘方法，本发明便于安装、操作方便、可及时、有效捕捉干式钻进过程中产生的粉尘，且内套管上的喷雾孔呈多排均匀分布，可多次捕获粉尘，保证除尘效果。

技术领域

本发明属于煤矿安全开采技术领域，具体涉及一种煤矿井下干式钻孔孔口除尘装置与方法。

背景技术

在煤矿井下干式钻孔的钻进的过程中，一般采用通过中空钻杆内部进行压风排粉，这样就会产生大量的粉尘，这些粉尘不仅会危害工人的身体健康，而且会影响视线，增加工伤概率，也会加速井下设备、仪器的磨损，因此必须对干式钻孔的钻进过程中产生的粉尘进行处理。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、便于操作、除尘效果好的煤矿井下干式钻孔孔口除尘装置与方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：煤矿井下干式钻孔孔口除尘装置，包括外套管和内套管，内套管同轴向设置在外套管内，以钻孔的钻进方向为由外向内的方向，外套管同轴向安装到钻孔的孔口内，外套管外端和内套管外端设置有法兰盘，法兰盘的外径大于外套管的外径，法兰盘内侧面与煤岩壁接触并通过固定装置固定在煤岩壁上，外套管内端和内套管内端设置有环形堵板，内套管上均匀开设有若干个喷雾孔，外套管和内套管之间形成环形空腔，法兰盘上连接有与环形空腔连通的进水管，进水管上设置有阀门。

内套管内壁的内端部设置有耐磨套。

环形堵板的内侧面同轴向固定连接有圆锥形导套，圆锥形导套呈内粗外细的圆锥形结构，圆锥形导套的内端直径与外套管的直径相等，圆锥形导套的外端内孔直径与耐磨套的直径相等。

固定装置为锚杆和紧固螺母，法兰盘上沿圆周方向开设有若干安装孔，锚杆穿过安装孔伸入到煤岩壁内，紧固螺母螺纹连接在锚杆外端并与法兰盘压接。

煤矿井下干式钻孔孔口除尘装置的除尘方法，包括以下步骤，

（1）确定钻孔位置、钻孔直径、倾角、长度、方位角后，启动钻机进行钻孔，钻进2m后停止，对2m深的钻孔进行扩孔，外套管和圆锥形套管的总长为2m，先扩孔的直径稍小于外套管的外径停止扩孔；

（2）将煤矿井下干式钻孔孔口除尘装置塞入到钻孔的孔口扩孔段，直到法兰盘与煤岩壁紧密接触并通过固定装置固定在煤岩壁上；

（3）将进水管的进口端连接煤矿井下的高压水源；

（4）钻杆和钻头的直径小于内套管的内径，钻杆和钻头由内套管内部同轴向穿入，启动钻机驱动钻杆和钻头高速旋转对圆锥形导套内侧的煤层的进行干式钻进作业，同时开启进水管上的阀门，高压空气由钻杆内部进入，由内端的钻头处喷出，粉尘由钻孔内壁与钻杆外壁之间的间隙内向外排出，当粉尘由圆锥形套管进入到内套管内部后，高压水进入到环形空腔内由喷雾孔喷出，及时、有效捕捉向外溢出的粉尘，粉尘沾水后成为煤泥由内套管的外端口排出。

步骤（2）在安装煤矿井下干式钻孔孔口除尘装置前，先在钻孔圆周方向施工平行于钻孔的若干个锚杆孔，锚杆孔的数量与法兰盘上的安装孔数量相等，在锚杆孔内放进锚杆进行锚固，锚杆的外端有螺纹，在外套管和内套管塞入扩孔后的钻孔内的同时，将法兰盘上的安装孔孔穿过锚杆外端，并用紧固螺母进行固定，完成固定装置的安装固定。