专利名称：洞室潜孔锤双壁管正循环钻孔除尘技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种洞室潜孔锤双壁管正循环钻孔除尘技术，利用该种技术可以 在不影响凿岩效率的情况下达到孔内除尘的效果。可以应用于洞室内注浆孔施工，地质钻 探、矿山开采，减少或消除钻探过程中粉尘对身体健康、机器性能的危害。
背景技术：
潜孔锤传统工艺方法为正循环钻进，钻进时，孔内排出的气流携带着渣屑由孔口 喷出，粉尘弥漫，危害工人身体健康，污染施工环境，影响机器的使用寿命。所以除尘方法的 选择尤为重要。目前气动潜孔锤钻进过程的除尘技术方法一般有以下几种1.贯通式潜孔锤反循环钻孔中心集渣除尘反循环贯通式气动潜孔锤钻进，中心集渣经除尘设备(如旋风除尘器、尘降箱等) 除尘，增加了除尘设备，也相应的增加了施工成本；贯通式潜孔锤活塞中心设计的通孔直径 较大，活塞壁变薄，使得潜孔锤的冲击功和能量传递效率下降，钻进时效下降明显。另外高 频冲击易导致活塞断裂，出现钻进事故。2.正循环潜孔锤钻孔泡沫除尘压缩空气和压力水(含泡沫剂)在孔外混合，引入孔内，驱动潜孔锤。一般水中需 要加入润滑剂、泡沫剂，增加了施工成本；注入压缩空气的泡沫剂，明显使潜孔锤的凿岩时 效下降。3.孔口冲击器凿岩湿式除尘目前，国内外凿岩台车一般采用冲击器湿式凿岩技术，利用冲击器排出废气与水 混合，通过钎杆(单层钻杆)把水与废气导入钻头，达到冷却钻头、排渣除尘的目的。当孔 深增大，能量传递效率明显下降，影响凿岩速度，适用于浅孔钻进。4.孔口捕尘除尘对于向下的钻孔，采用孔口捕尘器捕尘与除尘设备(如旋风除尘器、尘降箱等)结 合来除尘，也是一项常用的除尘技术。在洞室注浆孔施工中，需要在洞室360°范围内实施 钻孔作业，孔口捕尘器不易在顶部安装。
发明内容
本发明是由回转器(顶驱动力头或转盘)、送水盒子、双壁管、喷水变换接头、普通 潜孔锤、钻头组成。送水盒子用螺栓与回转器相连，可以在回转器下方，根据回转器结构特 点也可以设计在回转器上方，喷水变换接头连接普通潜孔锤和双壁管。压缩空气经双壁管 中心通道传送到潜孔锤，驱动潜孔锤凿岩。排出的废气经钻头排气孔排出，冲洗孔底，冷却 钻头，携带岩屑沿孔壁与潜孔锤之间的环状间隙上返。一定压力的水通过送水盒子将水送入双臂管的内管与外管之间的环状间隙，把水 送到连接潜孔锤和双臂管的喷水变换接头内，喷水变换接头由接头6和接头7焊接在一起，接头6和双壁管外管使用锥螺纹连接，接头7的一端和潜孔锤后接头使用锥螺纹连接，另一 端与双壁管内管插接，同时为了防止压缩气体进入双壁管环状间隙，又防止一定压力的水 进入双壁管中心通道，在双壁管上附加密封圈，保证密封的可靠性；接头6上有许多喷射水 雾的小孔，小孔周向排列在接头6上，直径不超过2-4mm ；可以形成交叉的水雾区，废气携带 岩粉在水雾区混合，形成的水、气和岩渣的多相流沿双壁管与孔壁之间的环状间隙排出孔 夕卜。实现普通潜孔锤正循环凿岩湿式除尘，凿岩效率不受孔深的限制。
图1潜孔锤双壁管正循环钻进系统的原理2喷水变换接头的结构图
具体实施例方式本设计有以下几部分构成回转器1、送水盒子2、双壁管3、接头6、接头7、潜孔锤8、钻头9工作时，压缩空气经双壁管中心通道(5)传输给潜孔锤(8)，使气体驱动活塞往 复运动，冲击钻头(9)凿岩；排出的废气经钻头(9)排气孔排出，冲洗孔底，冷却钻头(9)， 携带岩屑沿孔壁与潜孔锤(8)之间的间隙上返，遇到经水盒子(2)、双壁管(3)的环状间隙 (4)、变换接头(6) (7)喷出的水雾区，废气携带岩粉在水雾区混合，形成的水、气和岩渣的 多相流沿双壁管与孔壁之间的环状间隙排出孔外，实现普通潜孔锤正循环凿岩湿式除尘。
权利要求
洞室潜孔锤双壁管正循环钻孔除尘技术，其特征在于工作时，回转器1(顶驱动力头或转盘)驱动潜孔锤双壁管3正循环回转钻进时，压缩空气驱动普通潜孔锤8冲击钻头9凿岩；排出的废气携带岩屑直接沿孔壁与潜孔锤8之间的间隙上返遇到水雾区，进行孔内湿式凿岩除尘。
2.根据权利要求1所述的除尘技术，其特征在于一定压力的水通过送水盒子2将水送 入双臂管的内管5和外管之间的环状间隙4，由环状间隙4进入由接头6和接头7组成的喷 水变换接头内，接头6和双壁管3外管使用锥螺纹连接，接头7的一端和潜孔锤8后接头使 用锥螺纹连接，另一端与双壁管3内管插接，为了防止压缩气体进入双壁管环状间隙4，同 时防止一定压力的水进入双壁管的内管5，在双壁管上附加密封圈10，保证密封的可靠性； 接头6上有许多喷射水雾的小孔11，小孔11周向排列在接头6上，直径不超过2-4mm ；可以 形成交叉的水雾区，废气携带岩粉在水雾区混合，形成的水、气和岩渣的多相流沿双壁管3 与孔壁之间的环状间隙排出孔外。实现普通潜孔锤正循环凿岩湿式除尘。
全文摘要
本发明涉及的是一种洞室潜孔锤双壁管正循环钻孔除尘技术，该技术专门用于普通潜孔锤+双壁管组合的正循环钻进的孔内除尘方法。除尘部分由送水盒子、双壁管、喷水变换接头三部分来实现；该除尘方法与其他的洞室注浆孔钻进除尘方法相比较，结构简单可靠、除尘效果好，且不影响普通潜孔锤冲击钻进效率。当潜孔锤的锤头开始冲击钻进时，通过水盒子将一定压力的水送入双壁管的环状间隙内，水由环状间隙进入喷水变换接头，压力水从圆周排列在喷水变换接头上的小孔喷出，形成水雾区，废气携带岩粉在水雾区混合，形成的水、气和岩渣的多相流沿双壁管与孔壁之间的环状间隙排出孔外，实现普通潜孔锤正循环凿岩湿式除尘。
文档编号E21B4/06GK101864895SQ20101019240
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者卜长根, 曾辉, 韦旌坤 申请人:中国地质大学(北京)