[发明专利]井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置及使用方法

权利要求书

1.井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置，设置在井下，且井下还具有负压风管，其特征在于：井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置包括排渣除尘器、瓦斯输送管和风泵，其中

排渣除尘器包括钻头、钻杆、排渣壳体、后橡胶盘、后挡盘、喷雾组件、前橡胶盘、前挡盘和金属套筒，所述排渣壳体主体为圆筒状，前橡胶盘、前挡盘、后橡胶盘和后挡盘均为环状盘体结构，前挡盘和后挡盘分别固定扣装在排渣壳体的前端和后端，前橡胶盘通过螺栓固定在前挡盘内圆处，后橡胶盘通过螺栓固定在后挡盘内圆处，金属套筒尾部具有连接法兰，金属套筒通过连接法兰固定在前挡盘背向排渣壳体一侧且套装在前挡盘内圆外部，前橡胶盘位于连接法兰和前挡盘之间并形成静密封，所述钻杆插装在后橡胶盘的内圆、前橡胶盘的内圆和金属套筒的内部，所述后橡胶盘的内圆直径略小于钻杆直径，使后橡胶盘与钻杆形成动密封，钻杆尾部连接外接钻机，钻头安装在钻杆的前端；

所述排渣壳体开设有进水口，所述喷雾组件的喷雾端插装在进水口并对排渣壳体内部喷雾化水，所述排渣壳体顶部具有瓦斯通道，该瓦斯通道通过瓦斯输送管与负压管路连通，所述风泵设置在瓦斯输送管上，所述排渣壳体下部设有排渣口；

所述井下还具有正压风管，所述风泵通过正压进气管连接正压风管，正压进气管和正压风管的连接处设有正压进气阀门，正压进气管和风泵的连接处设有正压调压阀门，所述风泵通过正压风管施加的正压风提高对瓦斯输送管吸负压的功率；所述瓦斯输送管上设有负压调压阀；

排渣除尘器负压管路连接方式为，排渣除尘器通过抽气管先后与风泵、排气管、负压调压阀、负压风管相连；风泵正压管路连接方式为，风泵进气端先后与正压调压阀门、正压进气管、正压进气阀门、正压风管相连；出气端为正压风出气口。

2.根据权利要求1所述的井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置，其特征在于：所述排渣壳体的下部形成排渣漏斗结构，排渣漏斗下部聚拢端为排渣口。

3.根据权利要求1所述的井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置，其特征在于：所述排渣壳体的侧面具有对向开设的两个进水口，喷雾组件包括两个高压喷雾头和三通水管，三通水管为倒置的“U”形管，三通水管顶部开设高压水接口，两个高压喷雾头分别安装在三通水管两个末段，两个高压喷雾头分别插装在两个进水口处。

4.根据权利要求3所述的井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置，其特征在于：所述高压喷雾头为水压自旋转雾化喷头。

5.根据权利要求1所述的井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置，其特征在于：所述前橡胶盘的内圆直径等于金属套筒的内圆直径；后挡盘与前挡盘外圆尺寸相同；金属套筒的内圆直径略大于钻头的直径。

6.井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置的使用方法，使用如权利要求1-5中任意一项所述的井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：使用扩孔钻头在岩壁上凿一个圆形浅孔，将金属套筒插入浅孔固定，喷雾组件对接排渣壳体，在排渣壳体内腔形成高压旋转喷雾；

步骤2：将钻头、钻杆依次穿过后橡胶盘、排渣壳体、前橡胶盘、金属套筒进行钻进；钻头与岩体摩擦产生矿尘，矿尘进入到排渣壳体，高压旋转喷雾迅速将矿尘沉降，从排渣口排出湿矿渣，达到降尘目的；钻进的同时，打开负压调节阀，在负压风管产生的负压作用下，钻孔内的瓦斯气体通过金属套筒进入排渣壳体，经瓦斯输送管、风泵排到负压风管，达到防止工作面瓦斯浓度超限的目的，负压调节阀门可根据需要进行调压。

7.根据权利要求6所述的井下施工钻孔除尘与防止瓦斯超限的装置的使用方法，其特征在于：在步骤2中，如果钻头钻进过程中涌出瓦斯时，负压调节阀门完全开启仍不能有效抽放孔内瓦斯，则打开正压进气阀门，调节正压调压阀门，高压气体通过正风压管驱动风泵，风泵旋转在另一腔体内形成额外的负压，负压风管中的负压与风泵产生的负压叠加，通过增大抽放负压来有效抽放孔内瓦斯，进而防止工作面瓦斯超限的目的。