專利名稱：氣渣分離裝置及防噴系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井開采技術(shù)，尤其涉及ー種氣渣分離裝置及防噴系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煤礦等礦井開采時，打鉆鉆孔過程中會噴出大量的粉塵、礦渣及瓦斯等有害物。隨著煤礦等礦井開采的深度加深，井下壓カ越來越大，這些粉塵、礦渣及瓦斯等有害物的累積會嚴(yán)重影響著礦井井下的安全。為控制礦井中粉塵、礦渣及瓦斯等有害氣體的含量，目前多利用具有負(fù)壓排氣的防噴系統(tǒng)進行抽取，其中，防噴系統(tǒng)包括風(fēng)壓設(shè)備和排氣管路，使用時將防噴系統(tǒng)的排氣管路進ロ與礦井鉆孔連通，出口與防噴系統(tǒng)的風(fēng)壓設(shè)備連接進行負(fù)壓抽取。通過防噴系統(tǒng)在一定程度上可以降低礦井井下的粉塵和有害氣體的含量，避免ー些安全隱患。但是，礦渣等 固體顆粒物在長距離的負(fù)壓排氣管路的路徑上會有不同程度的沉積，長時間的礦渣粉塵累積使防噴管路容易堵塞，導(dǎo)致防噴系統(tǒng)崩潰，從而最終影響礦井井下抽采系統(tǒng)的正常運行，甚至引發(fā)安全事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種去除礦渣等固體顆粒物的氣渣分離裝置及防噴系統(tǒng)，以實現(xiàn)礦井開采中防噴系統(tǒng)的排氣管路中的氣體與固體礦渣分離，防止防噴管路堵塞。本發(fā)明的第一個方面是提供ー種氣渣分離裝置包括氣渣低進管路、氣渣分離筒體和氣體高出管路，所述氣渣分離筒體的氣渣進ロ與所述氣渣低進管路的氣渣出口連通，所述氣渣分離筒體的氣渣出口與所述氣體高出管路的進氣ロ連通，所述氣渣低進管路的氣渣入口用于與礦井鉆孔連通，所述氣體高出管路的出氣ロ用干與防噴系統(tǒng)中具有負(fù)壓排氣的排氣管路連通，在垂直高度上，所述氣渣分離筒體的氣渣進ロ低于所述氣渣分離筒體的氣渣出ロ，且所述氣體高出管路的進氣ロ處設(shè)置有濾網(wǎng)。本發(fā)明的另ー個方面是提供一種防噴系統(tǒng)，包括風(fēng)壓設(shè)備、用于負(fù)壓排氣的排氣管路以及上述的氣渣分離裝置，所述氣渣分離裝置中氣渣低進管路的氣渣進ロ與礦井鉆孔連通，所述氣渣分離裝置中氣體高出管路的出氣ロ與所述排氣管路的氣體進ロ連通，所述排氣管路的氣體出口與所述風(fēng)壓設(shè)備連接。本發(fā)明提供的氣渣分離裝置及防噴系統(tǒng)的技術(shù)效果是通過設(shè)置氣渣分離筒體，并在氣渣分離筒體的氣渣出口或者氣體高出管路的進氣ロ處設(shè)置濾網(wǎng)進行了的氣渣分離，使得進入防噴系統(tǒng)的負(fù)壓排氣管路中的氣體是經(jīng)過過濾的含有較少粉塵和礦渣的氣體，從而可降低負(fù)壓排氣管路中的堵塞；進ー步通過設(shè)置氣渣分離筒體的氣渣進ロ在垂直高度上低于氣渣出口，可使氣渣在氣渣分離筒體內(nèi)進行有效的分離，從而提高氣渣分離效率。


圖I為本發(fā)明氣渣分離裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明氣渣分離裝置實施例ニ的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細(xì)說明。圖I為本發(fā)明氣渣分離裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，本實施例的氣渣分離裝置包括氣渣低進管路20、氣渣分離筒體10和氣體高出管路30，所述氣渣分離筒體10的氣渣進ロ 101與所述氣渣低進管路20的氣渣出ロ連通，所述氣渣分離筒體10的氣渣出口 102與所述氣體高出管路30的進氣ロ連通，所述氣渣低進管路20的氣渣入口用于與礦井鉆孔連通，所述氣體高出管路30的出氣ロ用干與防噴系統(tǒng)中具有負(fù)壓排氣的排氣管路連通，在垂直高度上，即在高度方向，氣渣低進管路20設(shè)置的位置低于氣體高出管路30的設(shè)置位置，以使氣渣是從較低的位置進入，氣體從較高的位置排出，便于減少氣體與渣體的動能，從而使二者充分分離，所述氣渣分離筒體10的氣渣進ロ 101低于所述氣渣分離筒體10的氣渣出ロ 102，且所述氣體高出管路30的進氣ロ處設(shè)置有濾網(wǎng)301。
圖I中的箭頭方向為氣體及礦渣粉塵在負(fù)壓抽采下的運動方向，在負(fù)壓抽取時，鉆孔產(chǎn)生的氣體、礦渣粉塵等被吸入氣渣低進管路20，并經(jīng)過氣渣分離筒體10，經(jīng)過濾網(wǎng)301進行過濾分離后氣體經(jīng)過氣體高出管路排入防噴系統(tǒng)的管路，而礦渣等固體顆粒物80被過濾到氣渣分離筒體中，沉積在筒體內(nèi)的底部。本實施例中，打鉆鉆孔過程中產(chǎn)生的氣體和礦渣粉塵在防噴系統(tǒng)的負(fù)壓抽取下，經(jīng)過氣渣低進管路20進入氣渣分離筒體10，氣渣分離筒體10為氣體和礦渣等固體顆粒物分離的容器，氣渣分離后，礦渣等固體顆粒物80沉積在氣渣分離筒體10內(nèi)的底部。由于氣體高出管路的進氣ロ處設(shè)置有濾網(wǎng)301，氣體和礦渣在進入氣體高出管路中時已被有效分離，從而與氣體高出管路連通的防噴系統(tǒng)的負(fù)壓排氣管路中的氣體含有礦渣和粉塵較少的，因此可以降低礦渣等固體顆粒物堵塞防噴系統(tǒng)的負(fù)壓排氣管路，可減少安全事故。本實施例中在氣渣低進管路和氣體高出管路之間設(shè)置氣渣分離筒體10，并在所述氣體高出管路的進氣ロ處設(shè)置濾網(wǎng)以進行氣渣分離，即相當(dāng)于在現(xiàn)有的防噴系統(tǒng)的負(fù)壓排氣管路中采取了氣渣分離措施，使礦井打鉆鉆孔時產(chǎn)生的礦渣以及顆粒較大的粉塵與瓦斯等有害氣體分離，以防止礦渣等固體顆粒物沉積在負(fù)壓排氣管路中而引起的管道堵塞。而且本實施例中，氣渣分離筒體的氣渣進ロ 101在垂直高度上低于氣渣出口 102，使得氣渣在向上運動到出口排出的過程中，礦渣由于受到的較大的重力而動能不斷減小，從而使其可以與氣體有效的分離，提高氣渣分離效率。本實施例通過設(shè)置氣渣分離筒體，并在氣體高出管路的進氣ロ處設(shè)置濾網(wǎng)進行了的氣渣分離，使得進入防噴系統(tǒng)的負(fù)壓排氣管路中的氣體是經(jīng)過過濾的含有較少粉塵和礦渣的氣體，從而可降低負(fù)壓排氣管路中的堵塞；進ー步通過設(shè)置氣渣分離筒體的氣渣進ロ在垂直高度上低于氣渣出口，可使氣渣在氣渣分離筒體內(nèi)進行有效的分離，從而提高氣渣分離效率。實際應(yīng)用中，常常需要對氣渣分離筒體內(nèi)的累積的礦渣等進行清理，或者對氣渣分離裝置進行檢修維護，這時需要暫停使用圖I所示的氣渣分離裝置，在這個過程中，為不影響礦井井下的鉆孔過程中產(chǎn)生的粉塵、礦渣和氣體的排出，可以在圖I所示的裝置上配置備用氣體排出管路以連通到防噴系統(tǒng)。
圖2為本發(fā)明氣渣分離裝置實施例ニ的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本實施例的氣渣分離裝置在上述圖I所示實施例中增設(shè)了旁通管路60，所述旁通管路60的一端與礦井鉆孔連通，另一端與防噴系統(tǒng)中具有負(fù)壓排氣的排氣管路連通，所述氣渣低進管路20中設(shè)置有第一控制閥201，所述氣體高出管路30中設(shè)置有第二控制閥302，所述旁通管路60中設(shè)置有第三控制閥601。本實施例通過設(shè)置的第一控制閥201和第二控制閥302可以控制鉆孔時產(chǎn)生的氣渣是否通過氣渣分離筒體排出，通過第三控制閥601可以控制旁通管路60的關(guān)閉或打開。具體應(yīng)用中，若使氣渣從氣渣低進管路、氣渣分離管路和氣體高出管路進行氣渣分離排出，則可關(guān)閉第三控制閥601，而打開第一控制閥201和第二控制閥302 ;若要檢修或清理筒體內(nèi)的礦渣時，則可關(guān)閉第一控制閥201和第二控制閥302，而打開第三控制閥601使氣渣經(jīng)過旁通管路60進入防噴系統(tǒng)的負(fù)壓排氣管路中，從而使礦井開采中鉆孔作業(yè)時防噴系統(tǒng)工作不間斷，以將鉆孔產(chǎn)生的粉塵、礦渣及氣體排出井外，從而保障氣渣分離裝置的可靠性、安全性。通過設(shè)置旁通管路使得氣渣分離裝置具有兩個排氣通路，而且兩個通 路可相互切換，使得井下作業(yè)可以安全地連續(xù)性進行。為減小氣渣分離裝置內(nèi)負(fù)壓，降低粉塵和礦渣的動能，使氣渣在氣渣分離裝置中停留較長時間以提高氣渣分離效果，可設(shè)置所述氣渣低進管路的管徑D3和所述氣體高出管路的管徑Dl相同，且小于防噴系統(tǒng)管路的管徑D。本實施例在達到圖I所示實施例技術(shù)效果的基礎(chǔ)上，進ー步地，通過設(shè)置旁通管路以及第一控制閥、第二控制閥和第三控制閥，使得礦井開采時鉆孔中產(chǎn)生的氣體及粉塵礦渣可以通過備用的旁通管路及時排出，又能夠保證氣渣分離裝置檢修維護過程中礦井開采連續(xù)不間斷進行。在上述任一實施例中，所述濾網(wǎng)301可以為覆蓋住所述氣體高出管路30的進氣ロ的雙層銅網(wǎng)，且優(yōu)選所述濾網(wǎng)301的網(wǎng)孔目數(shù)為100目/平方英寸，即加密銅網(wǎng)，通過加密銅網(wǎng)使得將礦渣等較小固體顆粒物也能過濾在氣渣分離筒體10中，從而極大地減少了過濾后排出氣體中的礦渣粉塵含量。在上述任一實施例中，所述氣體高出管路30包括沿豎直方向設(shè)置的第一段管路，所述氣渣分離筒體的氣渣出口 102與所述第一段管路的進氣ロ連通，所述第一段管路的ー側(cè)管壁上垂直插設(shè)有用于噴水清理所述濾網(wǎng)的噴水鐵管303，位于所述第一段管路內(nèi)的所述噴水鉄管的長度等于所述第一段管路的內(nèi)徑D1，且所述第一段管路內(nèi)的面向所述濾網(wǎng)一側(cè)的噴水鉄管303的管壁上具有數(shù)個噴水孔304，位于所述第一段管路外的所述噴水鉄管上設(shè)有水流控制閥305。噴水鐵管303位于所述第一段管路內(nèi)的一端密封設(shè)置，噴水鐵管303可選用管徑為I英寸的鉄管，噴水鐵管303位于第一段管路外的一端連接到高壓供水系統(tǒng)管路，通過水流控制閥305可調(diào)節(jié)噴水孔304向濾網(wǎng)301噴水的速度和流量，通過噴水鐵管303可自動對濾網(wǎng)進行高壓噴水清理沉積在濾網(wǎng)上的粉塵及礦渣，從而避免了人工拆除濾網(wǎng)清理粉塵層的エ序。在上述任一實施例中，為延長粉塵和礦渣在氣渣分離筒體內(nèi)的運行軌跡，進一歩降低粉塵和礦渣顆粒物的動能，便于濾網(wǎng)捕捉過濾固體顆粒物，可在所述氣渣分離筒體的氣渣進ロ處設(shè)置擋板40，以改變粉塵核對礦渣顆粒物的運動路徑，擋板可選用鐵質(zhì)材料。具體應(yīng)用中，可將所述擋板的頂部焊接在所述氣渣分離筒體10的氣渣進ロ 101上方的筒體內(nèi)側(cè)壁上，并使所述擋板相對于所述氣渣低進管路的橫截面傾斜一定的角度，擋板的傾斜角度α太大會使設(shè)置擋板改變顆粒物運行軌跡的效果不是很明顯，傾斜角度α太小會使氣渣低進管路中的氣渣不易排出，從而使顆粒物易沉積在氣渣低進管路，并導(dǎo)致氣渣低進管路的堵塞，一般情況下傾斜角度α可以設(shè)置在3(Γ60度之間，實際應(yīng)用中，優(yōu)選傾斜角度α為45度角。擋板40的大小可根據(jù)氣渣分離筒體10的氣渣進ロ 101的大小進行相應(yīng)的設(shè)計，以稍大于氣渣進ロ為佳，這樣既能保證氣渣能順利排出氣渣低進管路的氣渣出ロ，又保證對固體顆粒物有一定的阻擋作用。在上述任一實施例中，為使氣渣分離筒體中累積的固體礦渣、粉塵層，以及噴灑的水排出筒體，可以在所述氣渣分離筒體10下部的側(cè)壁上設(shè)置有濾渣出ロ 103和水出ロ 104，且在與所述濾渣出口和水出ロ連通的管路上分別設(shè)置有控制閥，以控制沉積的礦渣、粉塵以及水的排出，實際應(yīng)用中，可以使水出口 104設(shè)置在較低的位置，以便于將筒體內(nèi)的水盡量全部排出。在上述任一實施例中，為便于將氣渣分離筒體中累積物排放到預(yù)定的地點，可以使氣渣分離筒體放置在底部具有滾輪501的移動小車50上，移動小車可沿著井下的軌道將 氣渣分離筒體運往預(yù)定的地點。具體應(yīng)用中，移動小車上可設(shè)置有具有鐵質(zhì)槽的托盤501，托盤的鐵質(zhì)槽的直徑比氣渣分離筒體的外徑大約20毫米，將所述氣渣分離筒體10的底部放置在所述托盤的鐵質(zhì)槽中，并采用木塞505塞紫，以使筒體與托盤相對固定，防止負(fù)壓抽采時氣渣分離筒體在托盤中移動，而且在筒體從移動小車上拆卸時取下木塞即可，因此，這種結(jié)構(gòu)便于氣渣分離筒體使用、移動以及拆卸分離。實際應(yīng)用中，還可以在氣渣分離筒體10的側(cè)壁上對稱安設(shè)把手(未示出)以便于搬動氣渣分離筒體或傾倒氣渣分離筒體中沉積的礦渣等固體顆粒物。通過上述移動小車及其上的相關(guān)設(shè)置使得氣渣分離裝置的安裝使用、運輸非常方便。本發(fā)明實施例還提供一種防噴系統(tǒng)，包括風(fēng)壓設(shè)備(未不出)、用于負(fù)壓排氣的排氣管路100和上述圖I或圖2所示的氣渣分離裝置，具體應(yīng)用中，將排氣管路100的氣體出口與風(fēng)壓設(shè)備連接，將所述氣渣分離裝置中氣渣低進管路的氣渣進ロ 202與礦井鉆孔連通，并所述氣渣分離裝置中氣體高出管路30的出氣ロ與排氣管路100的氣體進ロ連通，當(dāng)防噴系統(tǒng)工作時，氣渣分離裝置可以將鉆孔中產(chǎn)生大部分粉塵及礦渣與瓦斯等氣體進行分離，減少粉塵及礦渣進入防噴系統(tǒng)的負(fù)壓排氣管路中，從而避免負(fù)壓排氣管路的堵塞，有利于提高防噴系統(tǒng)工作的可靠性和安全性。本發(fā)明的氣渣分離裝置及防噴系統(tǒng)，通過設(shè)置加密的濾網(wǎng)將煤巖粉等礦渣過濾在氣渣分離筒體中，能夠有效地把打鉆及噴孔的煤巖粉等礦渣過濾在該裝置內(nèi)，形成除渣裝置，解決了噴孔噴出的煤巖粉等礦渣粉塵，降低了巷道風(fēng)流中的粉塵濃度，保證了抽采系統(tǒng)的安全；并自動清理濾網(wǎng)的設(shè)計利用高壓水經(jīng)過鐵管噴射濾網(wǎng)，達到清理銅網(wǎng)上累積的粉塵及礦渣目的，減少人工拆除銅網(wǎng)清理粉塵的程序；同時氣渣分離筒體低進高出及擋板的設(shè)計可最大程度的延長了煤巖粉等礦渣在氣渣分離裝置中運行的軌跡，降低了煤巖粉等礦渣運行的動能，給高出端的濾網(wǎng)提高了捕捉過濾煤巖粉的能力；安設(shè)旁通管路及各閥門，使得旁通管路作為氣渣分離裝置的氣渣過濾管路的備用排氣管路，便于檢修維護與工作時ニ者相互切換，極大保障了防噴系統(tǒng)的可靠性和安全性；可拆卸移動小車的設(shè)計給本裝置的使用、運輸提供了良好的條件。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進行限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修 改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.ー種氣渣分離裝置，其特征在于，包括氣渣低進管路、氣渣分離筒體和氣體高出管路，所述氣渣分離筒體的氣渣進ロ與所述氣渣低進管路的氣渣出ロ連通，所述氣渣分離筒體的氣渣出口與所述氣體高出管路的進氣ロ連通，所述氣渣低進管路的氣渣入口用于與礦井鉆孔連通，所述氣體高出管路的出氣ロ用干與防噴系統(tǒng)中具有負(fù)壓排氣的排氣管路連通，在垂直高度上，所述氣渣分離筒體的氣渣進ロ低于所述氣渣分離筒體的氣渣出ロ，且所述氣體高出管路的進氣ロ處設(shè)置有濾網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述濾網(wǎng)為覆蓋住所述氣體高出管路的進氣ロ的雙層銅網(wǎng)，且所述濾網(wǎng)的網(wǎng)孔目數(shù)為每平方英寸100目。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述氣體高出管路包括沿豎直方向設(shè)置的第一段管路，所述第一段管路的進氣ロ與所述氣渣分離筒體的氣渣出口連通，所述第一段管路的ー側(cè)管壁上垂直插設(shè)有用于噴水清理所述濾網(wǎng)的噴水鐵管，位于所述第一段管路內(nèi)的所述噴水鉄管的長度等于所述第一段管路的內(nèi)徑，且所述第一段管路內(nèi)的面向所述濾網(wǎng)ー側(cè)的噴水鐵管的管壁上具有數(shù)個噴水孔，位于所述第一段管路外的所述噴水鉄管上設(shè)有水流控制閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述氣渣分離筒體的氣渣進ロ處設(shè)置有擋板，且所述擋板的頂部焊接在所述氣渣分離筒體的氣渣進口上方的筒體內(nèi)側(cè)壁上，所述擋板相對于所述氣渣低進管路的橫截面的傾斜角度為30飛0度角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述擋板為鐵質(zhì)材料，且所述擋板相對于所述氣渣低進管路的橫截面的傾斜角度為45度角。
6.根據(jù)權(quán)利要求I飛中任一項所述的裝置，其特征在于，還包括旁通管路，所述旁通管路的一端與礦井鉆孔連通，另一端與防噴系統(tǒng)中具有負(fù)壓排氣的排氣管路連通，所述氣渣低進管路中設(shè)置有第一控制閥，所述氣體高出管路中設(shè)置有第二控制閥，所述旁通管路中設(shè)置有第三控制閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述氣渣低進管路的管徑和所述氣體高出管路的管徑相同，且小于防噴系統(tǒng)的管路管徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求廣5中任一項所述的裝置，其特征在于，所述氣渣分離筒體下部的側(cè)壁上設(shè)置有濾渣出口和水出口，且在與所述濾渣出口和水出ロ連通的管路上分別設(shè)置有控制閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求f5中任一項所述的裝置，其特征在于，還包括底部具有滾輪的移動小車，所述移動小車上設(shè)置有具有鐵質(zhì)槽的托盤，所述氣渣分離筒體的底部放置在所述托盤的鐵質(zhì)槽中。
10.ー種防噴系統(tǒng)，其特征在于，包括風(fēng)壓設(shè)備、用于負(fù)壓排氣的排氣管路以及如權(quán)利要求I、中任ー項所述的氣渣分離裝置，所述氣渣分離裝置中氣渣低進管路的氣渣進ロ與礦井鉆孔連通，所述氣渣分離裝置中氣體高出管路的出氣ロ與所述排氣管路的氣體進ロ連通，所述排氣管路的氣體出口與所述風(fēng)壓設(shè)備連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣渣分離裝置及防噴系統(tǒng)。氣渣分離裝置包括氣渣低進管路、氣渣分離筒體和氣體高出管路，所述氣渣分離筒體的氣渣進口與所述氣渣低進管路的氣渣出口連通，所述氣渣分離筒體的氣渣出口與所述氣體高出管路的進氣口連通，所述氣渣低進管路的氣渣入口用于與礦井鉆孔連通，所述氣體高出管路的出氣口用于與防噴系統(tǒng)中具有負(fù)壓排氣的管路連通，在垂直高度上，所述氣渣分離筒體的氣渣進口低于所述氣渣分離筒體的氣渣出口，且所述氣體高出管路的進氣口處設(shè)置有濾網(wǎng)。本發(fā)明可實現(xiàn)礦井開采中防噴系統(tǒng)的排氣管路中的氣體與固體礦渣分離，防止防噴管路堵塞。
文檔編號B01D50/00GK102824806SQ20121034396
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者焦志軍, 夏抗生, 王純亮, 岳廷勝, 楊友山, 陳家云, 陳文斌, 張炳才 申請人:淮南礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司