松軟突出煤層長(zhǎng)及定向長(zhǎng)鉆孔施工關(guān)鍵技術(shù)與裝備(編輯修改稿)
2025-01-20 01:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ：“在煤、巖層中鉆孔，應(yīng)采取濕式鉆孔。煤（巖）與瓦斯突出煤層或軟煤層中瓦斯抽放鉆孔難以采取濕式鉆孔時(shí)，可采取干式鉆孔，但必須采取捕塵、降塵措施，工作人員必須佩戴防塵保護(hù)用品。”在鉆孔施工中，采用濕式鉆孔，基本能解決鉆孔粉塵問題。但是，采取干式鉆孔時(shí)，粉塵污染極其嚴(yán)重，粉塵濃度高達(dá) 1 000 mg/m3以上，嚴(yán)重影響作業(yè)人員身體健康，并造成安全隱患。因此有效降低干式鉆孔時(shí)的粉塵濃度，已成為目前煤礦井下，特別是高瓦斯突出礦井急需解決的問題。 目前，國(guó)內(nèi)采用風(fēng)力排渣的壓縮空氣壓力達(dá) MPa，壓空耗量 68 m3 /min（標(biāo)準(zhǔn)狀況），通常采用的降、除塵措施主要是在孔口安設(shè)帶套管的收塵罩，然后在收塵罩內(nèi)噴霧降塵，其收塵效率一般在 50%～60%除塵效率在 60%～ 70%，總體降塵效率只能達(dá)到 30%～ 40%，鉆孔周圍的粉塵濃度仍高達(dá) 600 mg/m3以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 5）鉆孔施工除塵技術(shù)及裝備 （ 2） 水環(huán)泵動(dòng)力型除塵器 ①技術(shù)原理 該除塵器 采用多種除塵機(jī)理相結(jié)合的三級(jí)除塵技術(shù)： 第一級(jí) 采用慣性除塵機(jī)理，去除大部分較大粒徑的粉塵， 第二級(jí) 采用濕式洗滌過濾捕塵技術(shù)， 第三級(jí) 采用旋風(fēng)脫水和旋流捕塵相結(jié)合的高效捕塵技術(shù)。 鉆孔施工除塵技術(shù)及裝備 鉆孔施工除塵技術(shù)及裝備 ② 工作原理 ：打開除塵器的進(jìn)水閥，啟動(dòng)水環(huán)真空泵，在封孔器內(nèi)形成微負(fù)壓。鉆孔時(shí)產(chǎn)生的粉塵在壓縮空氣的作用下，從孔底高速向外擴(kuò)散，進(jìn)入封孔器后由于擴(kuò)散空間的急劇增大，風(fēng)速快速降低，大顆粒的粉塵在封孔器內(nèi)由于重力的作用沉降下來，經(jīng)封孔器下部的排塵口排出。沒有被沉降下來的粉塵在真空泵的作用下，被吸進(jìn)除塵器內(nèi)。粉塵進(jìn)入除塵器后，首先經(jīng)過一級(jí)慣性除塵，大顆粒粉塵被進(jìn)一步沉降落入灰斗，落人灰斗的大顆粒粉塵達(dá)到一定質(zhì)量，灰斗底板自動(dòng)打開，排出粉塵后底板自動(dòng)關(guān)閉；細(xì)微顆粒在風(fēng)流的帶動(dòng)下進(jìn)入過濾除塵段，過濾除塵段設(shè)有過濾網(wǎng)和新型螺旋噴嘴，螺旋噴嘴噴出的霧化水在過濾網(wǎng)上形成水膜。當(dāng)粉塵經(jīng)過該水膜時(shí)被攔截下來，大部分粉塵和水形成的塵水混合物經(jīng)排污通道進(jìn)入污水箱。小部分塵水混合物進(jìn)入真空泵，由真空泵排入離心旋流氣水分離器，利用離心分離原理將塵水混合物與氣體分離，進(jìn)一步提高除塵效率。干凈的空氣由排氣口排出除塵器。氣水分離器分離下來的塵水混合物進(jìn)人污水箱。污水箱內(nèi)的污水由溢水口排出除塵器。 鉆孔施工除塵技術(shù)及裝備 ③ 除塵裝備技術(shù)參數(shù) Ⅰ 、 處理風(fēng)量 干式鉆孔工藝耗氣量通常在 8m3/min左右，通過對(duì)配套水環(huán)真空泵的選型試驗(yàn)，確定處理風(fēng)量為 11. 8 m3 /min。 Ⅱ 、 除塵器工作阻力 除塵器的工作阻力不大于 800 Pa。 Ⅲ 、 除塵效率 除塵器的總粉塵除塵效率大于 99%；呼吸性粉塵除塵效率大于 90% Ⅳ 、 脫水效率 除塵器的脫水效率 ≥95%。 鉆孔施工除塵技術(shù)及裝備 ④ 井下工業(yè)性試驗(yàn) 除塵器于 2023年 9月至 2023年 11月在盤江煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司山腳樹煤礦進(jìn)行了為期 3個(gè)月的井下工業(yè)性試驗(yàn)，結(jié)果表明： 試驗(yàn)期間除塵系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠。同時(shí)，除塵器的總粉塵除塵效率達(dá)到 99. 45%，呼吸性粉塵除塵效率達(dá)到 99. 06%，收塵罩的收塵效率達(dá)到98. 1%，除塵系統(tǒng)降塵效率達(dá)到 97. 56%。 立體交叉鉆孔布孔增透技術(shù) 國(guó)內(nèi)外礦井試驗(yàn)與應(yīng)用結(jié)果表明，立體交叉鉆孔預(yù)抽能提高瓦斯抽采量、抽采率和煤層透氣性系數(shù)。不同地質(zhì)條件下，最優(yōu)交叉鉆孔的間距不同。 1）交叉鉆孔布孔增流提透原理： ① 鉆孔交叉點(diǎn)及其鄰區(qū) 塑性與流變范圍增大 ，即卸壓范圍加大與卸壓程度加深，卸壓提透增流； ② 各孔之間 互通成網(wǎng) ，其任一孔不會(huì)出現(xiàn)像平行孔的單一孔那樣：某點(diǎn)垮孔或被堵，整個(gè)鉆孔瓦斯都轉(zhuǎn)化為難流出狀態(tài)，形成斷流或微流 ③ 由于工作面推進(jìn)，從斜向孔孔底最先進(jìn)入卸壓增透區(qū)獲得卸壓流起，一直延續(xù)到孔口被回采止，比平行孔在邊采邊抽卸壓帶中的 時(shí)間長(zhǎng) ，況且在現(xiàn)場(chǎng)軟煤中的孔位看不到孔洞，斜孔出露端基本不形成漏氣與短路 。 立體交叉鉆孔布孔增透技術(shù) 立體交叉鉆孔布孔示意圖 立體交叉鉆孔布孔增透技術(shù) 2） 焦作九里山礦現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究成果 1994～ 1
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