[發明專利]洞室潛孔錘雙壁管正循環鉆孔除塵技術

無效

• 申請號: 201010192402.8
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101864895A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 卜長根;韋旌坤;曾輝
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: E21B4/06
• 分類號: E21B4/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種洞室潛孔錘雙壁管正循環鉆孔除塵技術，利用該種技術可以在不影響鑿巖效率的情況下達到孔內除塵的效果。可以應用于洞室內注漿孔施工，地質鉆探、礦山開采，減少或消除鉆探過程中粉塵對身體健康、機器性能的危害。

背景技術

潛孔錘傳統工藝方法為正循環鉆進，鉆進時，孔內排出的氣流攜帶著渣屑由孔口噴出，粉塵彌漫，危害工人身體健康，污染施工環境，影響機器的使用壽命。所以除塵方法的選擇尤為重要。

目前氣動潛孔錘鉆進過程的除塵技術方法一般有以下幾種：

1.貫通式潛孔錘反循環鉆孔中心集渣除塵

反循環貫通式氣動潛孔錘鉆進，中心集渣經除塵設備(如旋風除塵器、塵降箱等)除塵，增加了除塵設備，也相應的增加了施工成本；貫通式潛孔錘活塞中心設計的通孔直徑較大，活塞壁變薄，使得潛孔錘的沖擊功和能量傳遞效率下降，鉆進時效下降明顯。另外高頻沖擊易導致活塞斷裂，出現鉆進事故。

2.正循環潛孔錘鉆孔泡沫除塵

壓縮空氣和壓力水(含泡沫劑)在孔外混合，引入孔內，驅動潛孔錘。一般水中需要加入潤滑劑、泡沫劑，增加了施工成本；注入壓縮空氣的泡沫劑，明顯使潛孔錘的鑿巖時效下降。

3.孔口沖擊器鑿巖濕式除塵

目前，國內外鑿巖臺車一般采用沖擊器濕式鑿巖技術，利用沖擊器排出廢氣與水混合，通過釬桿(單層鉆桿)把水與廢氣導入鉆頭，達到冷卻鉆頭、排渣除塵的目的。當孔深增大，能量傳遞效率明顯下降，影響鑿巖速度，適用于淺孔鉆進。

4.孔口捕塵除塵

對于向下的鉆孔，采用孔口捕塵器捕塵與除塵設備(如旋風除塵器、塵降箱等)結合來除塵，也是一項常用的除塵技術。在洞室注漿孔施工中，需要在洞室360°范圍內實施鉆孔作業，孔口捕塵器不易在頂部安裝。

發明內容

本發明是由回轉器(頂驅動力頭或轉盤)、送水盒子、雙壁管、噴水變換接頭、普通潛孔錘、鉆頭組成。送水盒子用螺栓與回轉器相連，可以在回轉器下方，根據回轉器結構特點也可以設計在回轉器上方，噴水變換接頭連接普通潛孔錘和雙壁管。壓縮空氣經雙壁管中心通道傳送到潛孔錘，驅動潛孔錘鑿巖。排出的廢氣經鉆頭排氣孔排出，沖洗孔底，冷卻鉆頭，攜帶巖屑沿孔壁與潛孔錘之間的環狀間隙上返。

一定壓力的水通過送水盒子將水送入雙臂管的內管與外管之間的環狀間隙，把水送到連接潛孔錘和雙臂管的噴水變換接頭內，噴水變換接頭由接頭6和接頭7焊接在一起，接頭6和雙壁管外管使用錐螺紋連接，接頭7的一端和潛孔錘后接頭使用錐螺紋連接，另一端與雙壁管內管插接，同時為了防止壓縮氣體進入雙壁管環狀間隙，又防止一定壓力的水進入雙壁管中心通道，在雙壁管上附加密封圈，保證密封的可靠性；接頭6上有許多噴射水霧的小孔，小孔周向排列在接頭6上，直徑不超過2-4mm；可以形成交叉的水霧區，廢氣攜帶巖粉在水霧區混合，形成的水、氣和巖渣的多相流沿雙壁管與孔壁之間的環狀間隙排出孔外。實現普通潛孔錘正循環鑿巖濕式除塵，鑿巖效率不受孔深的限制。

附圖說明

圖1潛孔錘雙壁管正循環鉆進系統的原理圖

圖2噴水變換接頭的結構圖

具體實施方式

本設計有以下幾部分構成：

回轉器1、送水盒子2、雙壁管3、接頭6、接頭7、潛孔錘8、鉆頭9

工作時，壓縮空氣經雙壁管中心通道(5)傳輸給潛孔錘(8)，使氣體驅動活塞往復運動，沖擊鉆頭(9)鑿巖；排出的廢氣經鉆頭(9)排氣孔排出，沖洗孔底，冷卻鉆頭(9)，攜帶巖屑沿孔壁與潛孔錘(8)之間的間隙上返，遇到經水盒子(2)、雙壁管(3)的環狀間隙(4)、變換接頭(6)(7)噴出的水霧區，廢氣攜帶巖粉在水霧區混合，形成的水、氣和巖渣的多相流沿雙壁管與孔壁之間的環狀間隙排出孔外，實現普通潛孔錘正循環鑿巖濕式除塵。