煤层钻孔除尘装置及钻机的制作方法

本实用新型涉及煤层打钻施工技术领域，尤其是涉及一种煤层钻孔除尘装置及钻机。

背景技术：

在煤矿生产的过程中，存在很多不安全事故隐患。目前在井下采煤作业过程中所面临的一个实际困难就是软煤层的钻进问题。在施工的过程中，一直存在钻孔坍塌、煤尘飞扬、由于瓦斯超限引发的火灾或爆炸等连锁反应。

现在技术中，钻孔除尘装置一般选用捕尘器。捕尘器共有三部分组成：封孔器、连接管、除尘器。封孔器主要有扩孔钻头、扩孔管、三通、密封套筒、卡头等组成。连接管根据施工现在的实际需要采用适当长度的胶管。除尘器主要有放水阀、芯管、旋涡体、水箱、喷头、涡壳、排渣阀等组成。在钻进过程中，钻孔内的大量回风、瓦斯和钻屑经封孔器、连接管进入除尘器的进风管，经旋涡体、芯管后由上往下作切向式旋转。一些粗颗粒煤渣在漩涡中沉入箱底，经自动排渣阀自动排出，完成了第一次筛选式干式除尘。其余细微尘粒随瓦斯回风往上经芯管、涡壳、喷头进入水箱，尘料经水浴溶入水中，进行了第二次水浴式除尘。而剩余的瓦斯和风沿水箱上出口溢出。经过两次除尘，使气体得到净化。

但是，传统捕尘器的雾化空间不能达到全方位，效果不佳，从而造成煤尘扩散。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种煤层钻孔除尘装置及钻机，以解决现有技术中存在的煤层钻孔施工过程中，除尘装置的雾化空间不能达到全方位，效果不佳的技术问题。

本实用新型提供的一种煤层钻孔除尘装置，包括钻杆组件和喷射组件；

所述钻杆组件上设置有喷水孔，所述喷射组件与所述钻杆组件连通，所述喷射组件用于将水和风通入至所述钻杆组件内。

进一步的，所述钻杆组件包括两个钻杆和除尘分流器；

所述除尘分流器为内部中空的管状结构，所述除尘分流器的两端分别与两个所述钻杆连通，所述喷射组件与其中一个所述钻杆连通；

所述除尘分流器靠近所述喷射组件的一端的内壁直径大于另一端的内壁直径，所述除尘分流器的侧壁上设置有分流通孔，所述分流通孔的开口朝向所述除尘分流器的内壁直径较大的一端。

进一步的，所述喷射组件包括供风管和供水管；

所述供风管的一端与所述钻杆组件连通，另一端用于与外部储风装置连通；

所述供水管的一端与所述钻杆组件连通，另一端用于与外部供水装置连通。

进一步的，所述供水管上设置有水射流结构；

所述水射流结构为内部中空的管状结构，所述水射流结构的一端与所述钻杆组件连通，另一端与所述供水管连通，所述水射流结构靠近所述钻杆组件的一端的内壁直径小于另一端的内壁直径。

进一步的，还包括与所述钻杆组件远离所述喷射组件的一端连通的钻头；

所述钻头上设置有通孔。

进一步的，所述喷射组件还包括连接管和三通接头；

所述三通接头的三个接头分别与所述供风管、所述供水管以及所述连接管的一端连通，所述连接管的另一端与所述钻杆组件连通。

进一步的，所述供风管上设置有风压表；

和/或，所述供风管上设置有第一阀门，所述第一阀门用于连通或断开所述供风管。

进一步的，所述供水管上设置有水压表；

和/或，所述供水管上设置有调节阀，所述调节阀用于控制所述供水管内的水流量；

和/或，所述供水管上设置有第二阀门，所述第二阀门用于连通或断开所述供水管。

进一步的，所述喷射组件还包括接风管、接水管、压风自救管、备用供风管、供水施救管以及钻机冷却用水管；

所述接水管的一端和所述接风管的一端通过第三阀门连接，所述供风管远离所述钻杆组件的一端与所述接风管连通，所述供水管远离所述钻杆组件的一端与所述接水管连通；

所述压风自救管的一端和所述备用供风管的一端分别与所述接风管连通，所述供水施救管的一端和所述钻机冷却用水管的一端分别与所述接水管连通，所述压风自救管、所述备用供风管、所述供水施救管以及所述钻机冷却用水管上均设有阀门。

本实用新型提供的钻机，包括动力机构以及如上述技术方案中任一项所述的煤层钻孔除尘装置；

所述动力机构与所述钻杆组件连接，用于带动所述钻杆组件旋转。

本实用新型提供的煤层钻孔除尘装置，包括钻杆组件和喷射组件，钻杆组件上设置有喷水孔，钻杆组件和喷射组件连通。在使用过程中，喷射组件将水和风通入至钻杆组件内，水经过风压作用经过喷水孔喷出形成雾状，达到除尘效果。由于喷水孔设置在钻杆组件上，雾化的空间可以覆盖整个钻孔内部，除尘效果更佳，有效改善了施工地点的作业环境，降低了煤尘燃烧爆炸的可能性，由于喷水孔喷出的雾粒对煤孔壁进行了湿润，提高了孔壁周围的煤体凝结力，有效控制了塌孔事故的发生，提高了钻孔的成功率，保障了打钻人员的生命安全。同时，在使用过程中，煤层钻孔除尘装置的操作程序简单，体积小、重量轻，安装更为方便，使用更加便利，能够有效降低工人的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的煤层钻孔除尘装置及钻机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的煤层钻孔除尘装置的结构示意图；

图3为钻杆组件的结构示意图；

图4为除尘分流器的结构示意图；

图5为喷射组件的结构示意图；

图6为水射流结构的结构示意图；

图7为钻头的结构示意图。

图标：1-钻杆组件；2-喷射组件；3-钻头；4-接风管；5-接水管；6-压风自救管；7-备用供风管；8-供水施救管；9-钻机冷却用水管；10-第三阀门；11-阀门；12-水辫轴；13-回转器；14-给进装置；15-夹持器；16-机架；21-喷水孔；22-供风管；23-供水管；24-连接管；25-三通接头；26-外壳；31-通孔；32-刀片；101-钻杆；102-除尘分流器；103-分流通孔；221-风压表；222-第一阀门；231-水射流结构；232-水压表；233-调节阀；234-第二阀门。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对实施例1及实施例2进行详细描述：

图1为本实用新型实施例提供的煤层钻孔除尘装置及钻机的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的煤层钻孔除尘装置的结构示意图；图3为钻杆组件的结构示意图；图4为除尘分流器的结构示意图；图5为喷射组件的结构示意图；图6为水射流结构的结构示意图；图7为钻头的结构示意图。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的煤层钻孔除尘装置，包括：钻杆组件1和喷射组件2，具体而言：

钻杆组件1上设置有喷水孔21，喷射组件2与钻杆组件1连通，喷射组件2用于将水和风通入至钻杆组件1内。

其中，喷水孔21可以为一个或者两个以上的多个，较佳地，喷水孔21设有多个，这种设置可以使喷射范围更大，除尘效果更好。

进一步的，钻杆组件1上可设置有水辫轴12，喷射组件2可以通过水辫轴12与钻杆组件1连通。

煤层钻孔除尘装置包括钻杆组件1和喷射组件2，钻杆组件1上设置有喷水孔21，钻杆组件1和喷射组件2连通。在使用过程中，喷射组件2将水和风通入至钻杆组件1内，水经过风压作用经过喷水孔21喷出形成雾状，达到除尘效果。由于喷水孔21设置在钻杆组件1上，雾化的空间可以覆盖整个钻孔内部，除尘效果更佳，有效改善了施工地点的作业环境，降低了煤尘燃烧爆炸的可能性，由于喷水孔21喷出的雾粒对煤孔壁进行了湿润，提高了孔壁周围的煤体凝结力，有效控制了塌孔事故的发生，提高了钻孔的成功率，保障了打钻人员的生命安全。同时，在使用过程中，煤层钻孔除尘装置的操作程序简单，体积小、重量轻，安装更为方便，使用更加便利，能够有效降低工人的劳动强度。

如图1、图2、图3以及图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，钻杆组件1包括两个钻杆101和除尘分流器102，具体地，除尘分流器102为内部中空的管状结构，除尘分流器102的两端分别与两个钻杆101连通，喷射组件2与其中一个钻杆101连通，且除尘分流器102靠近喷射组件2的一端的内壁直径大于另一端的内壁直径，除尘分流器102的侧壁上设置有分流通孔103，分流通孔103的开口朝向除尘分流器102的内壁直径较大的一端。

其中，除尘分流器102与钻杆101通过螺纹连接。

进一步的，除尘分流器102可以为一个或者两个以上的多个。使用过程中，可以根据钻孔内煤矿粉尘的含量加装多个除尘分流器102，每个除尘分流器102的两端分别与两个钻杆101连通，从而利用除尘分流器102将多个钻杆101依次连通，以达到除尘目的。

进一步的，除尘分流器102上径向均匀设置有3个分流通孔103。较佳地，分流通孔103的直径为2mm，由于孔径过大时，从分流通孔103处吹出的气体量及气体压力有所降低，影响了雾化效果，孔径过小除尘效果又不明显，因此，经过多次试验，当分流通孔103的直径选择2mm时最为合理，这种设置能够让水和风喷出时，除尘效果更好。

进一步的，分流通孔103的开口朝向除尘分流器102的内壁直径较大的一端，且较佳地，分流通孔103的倾斜角度可与水平方向呈45°。由于当倾角设计为45°时有利于雾状气体经分流通孔103向外排出，同时使得分流通孔103的加工也更容易。

进一步的，钻杆101可以为两个或者三个以上的多个，钻杆101之间可以直接通过螺纹相互连通，也可以根据现场情况的需求加装一个或者两个以上的多个除尘分流器102。

本实施例中，除尘分流器102设置在两个钻杆101的中间，能够实现在钻进过程中持续除尘。在钻孔过程中，喷射组件2提供的水和风经过除尘分流器102，水和风从除尘分流器102直径较大的内壁进入，从直径较小的内壁通入到下一根钻杆101，其中部分水和风从分流通孔103喷出。由于除尘分流器102直径的变化，使除尘分流器102的内部产生压力，水和风在从分流通孔103中喷出时形成水雾，水雾可以将钻孔中的尘粒捕捉和吸附，从而达到降尘的目的和除尘效果，同时煤尘经过雾化后变成糊状，提高了孔壁周围的煤体凝结力，在钻孔过程中，通过钻杆101的旋转均匀地护住孔壁，这样还能有效控制或减少塌孔。

如图1、图2以及图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，喷射组件2包括供风管22和供水管23，具体地，供风管22的一端与钻杆组件1连通，另一端用于与外部储风装置连通，供水管23的一端也与钻杆组件1连通，另一端用于与外部供水装置连通。

其中，供风管22和供水管23的材料可以为多种，例如：金属管、塑料管或者复合管等等。

本实施例中，在钻孔过程中，供风管22和供水管23分别将外部储风装置和供水装置中的风和水通入到钻杆组件1内。

如图1、图2、图5以及图6所示，在上述实施例的基础上，进一步的，供水管23上设置有水射流结构231，具体地，水射流结构231为内部中空的管状结构，水射流结构231的一端与钻杆组件1连通，另一端与供水管23连通，且水射流结构231靠近钻杆组件1的一端的内壁直径小于另一端的内壁直径。

其中，水射流结构231的一端可以通过高压管与钻杆组件1连通。

进一步的，水射流结构231的另一端与供水管23的连接方式可以为多种，例如：螺纹连接、焊接、法兰连接、承插连接、沟槽连接等等。

本实施例中，供水管23上的水射流结构231靠近钻杆组件1的一端的内壁直径小于另一端的内壁直径。在供水的过程中，水从直径较大的一端进入，从直径较小的一端通入钻杆组件1。由于水射流结构231直径的变化，水射流结构231的内部产生压力，使水体由水射流结构231直径较小的一端高速喷出进入到钻杆组件1中。

如图1、图2以及图7所示，在上述实施例的基础上，进一步的，煤层钻孔除尘装置还包括钻头3，钻头3与钻杆组件1远离喷射组件2的一端连通，钻头3上还设置有通孔31。

其中，钻头3上可设置有三个刀片32，每个刀片32上均设置有通孔31。

进一步的，且较佳地，通孔31的直径为5mm，其开口朝向喷射组件2的一端，通孔31的倾斜角度可与水平方向呈45°。由于孔径过大时，从钻头3处吹出的气体量及气体压力有所降低，影响了钻屑整体的排出效果，孔径过小又对钻屑在钻孔内排出的过程中所起到的二次降尘的效果不明显，因此，经过多次试验，当通孔31的直径选择2mm时最为合理，这种设置能够让水和风喷出时，除尘效果更好。由于当倾角设计为45°时有利于雾状气体经通孔31向外排出，并在钻孔内将钻屑向孔口吹出，同时使得通孔31的加工也更容易。

本实施例中，钻头3上设置有通孔31，在钻进过程中，喷射组件2提供的风可以从通孔31中喷出，将钻出的钻屑从钻孔中吹出。由于喷射组件2还提供了水，通孔31中喷出的风还能起到湿润孔壁的效果，提高了孔壁周围的煤体凝结力，有效控制了塌孔事故的发生，提高了钻孔的成功率，保障了打钻人员的生命安全。

如图1、图2以及图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，喷射组件2还包括连接管24和三通接头25，具体地，三通接头25的三个接头分别与供风管22、供水管23以及连接管24的一端连通，连接管24的另一端与钻杆组件1连通。

其中，连接管24与钻杆组件1之间可设置有水辫轴12，连接管24可以通过水辫轴12与钻杆组件1连接。

进一步的，连接管24的材质可以为多种，例如：金属管、塑料管或者复合管等等。较佳地，连接管24选用高压胶管。这种设置可以让连接管24在移动和连接时更加方便，并且能够满足喷射组件2喷射时的压力要求。

进一步的，喷射组件2还可以包括外壳26，供风管22、供水管23以及三通接头25等结构可设置在外壳26的内部，外壳26对其内部结构起到保护作用。

本实施例中，连接管24与钻杆组件1连通，三通接头25可以将供风管22供水管23以及连接管24连通。在使用过程中，能够更方便的将水和风提供给钻杆组件1，并且可以随意调整喷射组件2和钻杆组件1的相对位置。

如图1、图2以及图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，供风管22上设置有风压表221，和/或，供风管22上设置有第一阀门222，第一阀门222用于连通或断开供风管22。

其中，风压表221的种类可以为多种，例如：指示型压力表和带电信号控制型压力表等等。

进一步的，第一阀门222为截止阀，其作用是接通或截断管路中的介质。

进一步的，供风管22上还可以设置有压力调节阀，使用者可以空过压力调节阀控制供风的风压。

本实施例中，当供风管22上设置有风压表221时，在供风过程中，风压表221测量并指示高于环境的压力数值；当供风管22上设置有第一阀门222时，在供风过程中，第一阀门222可以连通或断开供风管22供风；当供风管22上设置有风压表221和第一阀门222时，风压表221能够测量并指示高于环境的压力数值，第一阀门222可以连通或断开供风管22供风。

如图1、图2以及图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，供水管23上设置有水压表232；和/或，供水管23上设置有调节阀233，调节阀233用于控制供水管23内的水流量；和/或，供水管23上设置有第二阀门234，第二阀门234用于连通或断开供水管23。

其中，调节阀233上的刻度标识，可为下次使用提供参考数据。本实施例中，在供水过程中，水流通过第二阀门234、水压表232以及调节阀233最终通入到钻杆组件1中。第二阀门234可以连通或断开供水管23供水，水压表232用来测量水的压力数值，调节阀233可控制水流量。

由于设置有第一阀门222和第二阀门234，第一阀门222能够连通或断开供风管22供风，第二阀门234能够连通或断开供水管23供水，因此，当发现钻孔内产生火星时，可以及时关闭第一阀门222的供风，同时打开第二阀门234进行供水，从而能够有效防止钻孔内着火等火灾事故，保证人们的生命和财产安全。

如图1和图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，喷射组件2还包括接风管4、接水管5、压风自救管6、备用供风管7、供水施救管8以及钻机冷却用水管9，具体地，接水管5的一端和接风管4的一端通过第三阀门10连接，供风管22远离钻杆组件1的一端与接风管4连通，供水管23远离钻杆组件1的一端与接水管5连通。

并且，压风自救管6的一端和备用供风管7的一端分别与接风管4连通，供水施救管8的一端和钻机冷却用水管9的一端分别与接水管5连通，压风自救管6、备用供风管7、供水施救管8以及钻机冷却用水管9上均设有阀门11，阀门11用于接通或截断管路中的介质。

其中，第三阀门10为截止阀，其作用是接通或截断管路中的介质。

进一步的，接风管4、接水管5、压风自救管6、备用供风管7、供水施救管8以及钻机冷却用水管9的材料可以为多种，例如：金属管、塑料管以及复合管。

本实施例中，在使用过程中，当需要供水施救时，可以打开阀门11，让水从供水施救管8中喷出，当有外部装置需要供风时，可以将备用供风管7连通外部设备，钻机冷却用水管9提供水为钻机降温，供水施救管8和压风自救管6均为避险设施，以备在险情发生的情况下提供水和风。

实施例2

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例提供了一种钻机，包括动力机构和实施例1中的煤层钻孔除尘装置，具体而言：

动力机构与钻杆组件1连接，用于带动钻杆组件1旋转。

其中，动力机构可以包括回转器13、给进装置14以及夹持器15等等。

进一步的，回转器13能够带动钻杆组件1回转和导正钻杆组件1的方向，并提供转矩和转速，实现变角。给进装置14能够实现钻杆组件1的给进和起拔。夹持器15能够完成对钻杆组件1的夹紧。

进一步的，钻机还可以包括空气压缩机。空气压缩机与接风管4连通，用来给接风管4提供压力，以将风和水快速喷入钻杆组件1中。

进一步的，钻机还可以包括机架16，机架16设置在钻杆组件1的下端。在使用过程中，机架16起到支撑钻杆组件1的作用。

本实施例中，钻机包括动力机构和煤层钻孔除尘装置。在使用过程中，动力机构可以为钻杆组件1提供动力，带动起旋转钻进。喷射组件2将水和风通入至钻杆组件1内，水经过风压作用经过喷水孔21喷出形成雾状，达到除尘效果。由于喷水孔21设置在钻杆组件1上，雾化的空间可以覆盖整个钻孔内部，除尘效果更佳，有效改善了施工地点的作业环境，降低了煤尘燃烧爆炸的可能性，由于喷水孔21喷出的雾粒对煤孔壁进行了湿润，提高了孔壁周围的煤体凝结力，有效控制了塌孔事故的发生，提高了钻孔的成功率，保障了打钻人员的生命安全。同时，在使用过程中，煤层钻孔除尘装置的操作程序简单，体积小、重量轻，安装更为方便，使用更加便利，能够有效降低工人的劳动强度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。