[发明专利]一种短钻孔注水孔内旋流聚渣装置及方法

说明书

本发明公开了一种短钻孔注水孔内旋流聚渣装置，包括固定装置和旋转装置；固定装置包括圆筒壳体、倒刺、固定支架和固定轴，旋转装置包括转轴，旋转叶片和旋转连杆；圆筒壳体外表面设置有倒刺，设置固定支架用于将固定轴同轴安装在圆筒壳体内，固定轴位于固定支架左侧部分装有减阻盖；固定轴位于固定支架右侧部分安装有转轴，并在转轴的右端装有减阻盖，旋转连杆的左端固定连接于旋转叶片的叶片边缘。本发明还公开了一种短钻孔注水孔内旋流聚渣方法，步骤A、在短钻孔内下放套管；步骤B、准备聚渣装置安置于注水管网上；步骤C、水力驱动旋转叶片旋转；步骤D、结束注水。易操作、高效，以解决排渣不完全、堵塞注水渗流通道、泊肃叶现象的问题。

技术领域

本发明涉及矿井粉尘防治领域，特别涉及一种用于短孔注水提高注水降尘效果的孔内旋流聚渣装置及方法。

背景技术

煤矿生产中的粉尘既包括岩石粉尘又包括煤炭粉尘，是煤矿生产的重大危害之一。随着煤矿采掘机械化程度的提高，产尘量也剧增，粉尘治理的好坏直接关系到煤矿的安全生产，关系到矿工的身体健康。煤层注水是采掘工作面最基本和最有效的防尘措施，近年来在各个煤矿中得到了广泛的应用，并取得了较好的降尘效果。水的除尘机理包括以下3个方面：湿润煤体内的原生煤尘，使其失去飞扬的能力；有效地包裹煤体的每个细小部分，当煤体在开采中破碎时，可以避免细粒煤尘的飞扬；水的湿润作用使煤体塑性增强，脆性减弱，当煤体受外力作用时，许多脆性破碎变为塑性形变，因而大量减少了煤体被破碎为尘粒的可能性，降低了煤尘的产生量。

目前在施工短孔注水时，常用煤电钻进行风力排渣，存在排渣不完全的问题，孔内仍残存部分原生及次生煤尘颗粒，且注水时，由于泊肃叶现象的存在，钻孔内贴近孔壁处的水流速接近于零，会对注水效果产生不利的影响。

发明内容

本发明旨在提供一种可操作性强、高效方便的一种短钻孔注水孔内旋流聚渣装置，以解决钻孔排渣不完全、残存煤颗粒堵塞注水渗流通道、泊肃叶现象负面影响的问题。

为此，本发明采用的技术方案为：一种短钻孔注水孔内旋流聚渣装置，包括固定装置和旋转装置；所述固定装置包括圆筒壳体、倒刺、固定支架和固定轴；所述旋转装置包括转轴，旋转叶片和旋转连杆。圆筒壳体外表面设置倒刺以便将整个装置固定于短钻孔注水孔壁上，在圆筒壳体内设置有固定支架用于将固定轴同轴安装在圆筒壳体内，固定轴位于固定支架左侧部分装有左小右大的第一梭形减阻盖；固定轴位于固定支架右侧部分通过轴承安装有可360°自由旋转的转轴，并在转轴的右端设置有左大右小的第二梭形减阻盖，旋转叶片在转轴上呈圆周均布，旋转连杆的左端固定连接于旋转叶片的叶片边缘，并平行于圆筒壳体的轴线，旋转连杆的右端伸到圆筒壳体外，且伸到圆筒壳体外的长度是圆筒壳体外径的两倍以上。

作为上述方案的优选，所述旋转连杆呈两端宽中间窄小，更好的减少水阻的影响，使其旋转速度与转轴保持一致，旋转连杆采用高强度超轻纤维材料，轻薄且具有耐腐蚀、抗变形等特性，可循环利用，绿色环保。

进一步优选为，所述倒刺、固定支架与圆筒壳体之间，固定轴与固定支架之间，旋转叶片与转轴之间分别采用焊接方式固定连接，结构连接稳定。

进一步优选为，所述旋转连杆采用榫卯结构固定连接于旋转叶片的叶片边缘，不影响搅动过程中的煤尘颗粒的聚集。

进一步优选为，所述第一梭形减阻盖采用螺纹安装在固定轴上，第二梭形减阻盖与转轴一体成型，结构连接稳定，减少水流阻力。

进一步优选为，所述固定轴与转轴通过深沟球轴承连接，深沟球轴承非常耐用，无需经常维护，该类轴承摩擦系数小，极限转速高，深沟球轴承外圈与转轴内壁接触，保证了转轴能顺利进行高速旋转。

进一步优选为，所述固定支架由至少三根环绕固定轴呈圆周均布的径向连接杆组成。

本发明还提供一种短钻孔注水孔内旋流聚渣方法，包括以下步骤：