[发明专利]一种煤矿井下移动式制氮装置及其工艺

说明书

本发明提供一种煤矿井下移动式制氮装置及其工艺，属于矿下制氮技术领域，包括空气压缩机构、膜分离制氮机构和缩放约束组件。该煤矿井下移动式制氮装置及其工艺通过空气压缩机构对空气进行过滤压缩得到高压的气体，之后再通过膜分离制氮机构制得高压的氮气，可充分满足煤矿井下中长钻孔的需求，同时可弥补氮气输送过程中的压力损失，提高钻进过程中氮气排渣的效果，且可以在不停机的状态下，进行过滤板的更换，不仅能及时充分的满足氮气制作中对空气过滤质量以及空气进气量需求，同时可有效避免未经过滤的空气直接进入制氮装置影响氮气纯度以及流量的问题，提高了产生出氮气压力值的稳定性以及氮气的纯度和流量。

技术领域

本发明涉及矿下制氮技术领域，具体为一种煤矿井下移动式制氮装置及其工艺。

背景技术

煤矿井下的钻孔施工是煤矿采掘的重要步骤之一，在钻孔施工的时候需要及时的将钻进过程中产生的渣屑由孔内排出，目前常用的排渣方式是水力排渣，以水为媒介对渣屑进行冲洗并将其排出孔外，但对于松软破碎煤层，采用水力排渣会导致本身就不牢固的孔壁发生坍塌增加废孔率，因此，在松软破碎煤层钻孔施工的过程中通常采用风力排渣，而风力排渣虽然有效的降低了废孔率，但其在排渣的过程中会促成煤层发生自燃的三个必要条件，即钻头高速旋转产生的高温、可燃物以及连续的通风供氧，从而严重降低了矿井生产的安全性，对此，现有部分钻孔施工开始尝试使用氮气作为排渣介质，通过煤矿井下制氮装置产出氮气供给钻杆，利用氮气形成的气流将钻头切削产生的渣屑由孔内排出，可有效降低煤层发生自然的概率，提高矿井生产的安全性。

但现有的制氮装置产出的氮气压力值相对较低，无法充分的满足中长钻孔的需求，而且在输送的过程中还会产生压力损失，进一步降低了氮气的压力值，相应的降低钻进过程中氮气排渣的效果，其次，因矿井下空气含尘量较高，为了确保氮气的纯度以及流量，矿井下的制氮装置通常都带有空气除杂过滤机构，同时为了确保氮气装置进气量的充分性以及稳定性，相应的会提高过滤组件的更换频率，但现有过滤组件更换过程一般是在停机的状态下进行，更换的灵活度较低，无法充分及时的满足氮气制作过程对空气过滤质量的需求，而且在更换的间隙，未经过滤的空气会直接进入制氮装置内，相应的会降低氮气的纯度和流量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种煤矿井下移动式制氮装置及其工艺，所述矿井下移动式制氮装置由以下具体技术手段所达成：包括空气压缩机构和膜分离制氮机构，所述空气压缩机构包括移动底盘一，移动底盘一上安装有依次连接在一起的电磁启动器、防爆电动机、螺杆式空气压缩机、油气分离器、压力阀、后冷却器、油冷却器以及气水分离器，电磁启动器安装在移动底盘一的后部用于控制防爆电动机的运行，螺杆式空气压缩机的进气口处安装有空滤总成，空滤总成与螺杆式空气压缩机之间连接有进气阀总成；

膜分离制氮机构包括移动底盘二，移动底盘二上安装有依次连接在一起的储气罐、水冷却器、气液分离器、一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器、活性碳过滤器、热换器和膜组件，储气罐和气水分离器之间连接有胶管；

移动底盘一和移动底盘二之间连接有与胶管配合使用的缩放约束组件。

优选技术方案一：所述空滤总成包括过滤通道，过滤通道上对称设置有更换轨道组件，更换轨道组件上滑动连接有轨道变更件，轨道变更件之间连接有双拼过滤座，双拼过滤座上设置有配合使用的更换通道和挡板，更换轨道组件上连接有与轨道变更件配合使用的送进件和取出件，轨道变更件和更换轨道组件之间设置有自动转换组件，提高过滤板更换的灵活度。

优选技术方案二：所述双拼过滤座包括上下两个安装座，上下两个安装座通过轨道变更件对称连接在一起，更换通道位于安装座中间。

优选技术方案三：所述更换轨道组件包括送进轨道、取出轨道和中间活动连接组件，送进轨道通过活动连接组件连接在取出轨道上，且送进轨道与取出轨道远离过滤通道进气口的一端相连通，送进件滑动连接在送进轨道上，取出件滑动连接在取出轨道上。