瓦斯抽采钻孔孔口除尘装置的研究
瓦斯抽采钻孔孔口除尘装置的研究
摘要:煤矿施工瓦斯抽采钻孔采用风力排渣时产生大量粉尘,给矿井安全生产及人员健康带来了隐患。为解决瓦斯抽采钻孔钻进所产生的粉尘,设计提出一套和钻机相配套的新型孔口除尘装置,并进行了现场应用实践。该装置对施工瓦斯抽采钻孔时产生的粉尘进行治理提供了一种新的方法。
关键词:抽采钻孔 孔口除尘装置 煤矿施工 粉尘处理
随着开采深度的增加,煤与瓦斯突出强度越来越大,瓦斯治理难度越来越大,因瓦斯抽放是防治煤与瓦斯突出事故的最有效措施之一,从而使瓦斯抽采钻孔的数量急剧增加。煤矿瓦斯抽采钻孔施工主要采用干式钻孔风力排渣,但其产生的大量粉尘对施工作业地点造成了极大的污染,会影响视线造成施工人员误操作,导致发生安全事故,同时严重危害作业人员身体健康,因此《煤矿安全规程》第一百五十四条(七)规定:在煤、岩层中钻孔,应采取湿式钻孔。煤(岩)与瓦斯突出煤层或软煤层中瓦斯抽放钻孔难以采取湿式钻孔时,可采取干式钻孔,但必须采取捕尘、降尘措施,工作人员必须佩戴防尘保护用品。
目前钻孔排渣方式主要有水力排渣和风力排渣。水力排渣优点:(1)作业地点不会产生粉尘,有利于安全生产。(2)有利于钻杆的降温,能有效防止钻孔打钻着火。缺点:(1)冲蚀孔壁容易造成塌孔,影响抽采效果。(2)钻进过程中煤泥包裹钻杆容易卡死钻杆。风力排渣优点:(1)钻孔成型好,不容易塌孔,有利于瓦斯抽放。(2)孔内排渣干净,封孔方便。缺点:(1)作业地点粉尘大,环境卫生差。(2)易造成职业病,影响职工身体健康。
煤层钻孔施工现场大多数仅使用孔口喷雾及全断面水幕等简单的降尘装置,钻孔施工地点煤尘飞扬,煤尘被巷道中风流吹起后充满整个巷道断面,其回风流中的平均粉尘浓度高达400 mg/m3以上,远超出《煤矿安全规程》的规定。为解决干式钻孔产生的粉尘污染问题,提出利用高压气体引射原理设计一种湿法除尘器,即利用高压气流产生负压抽吸含煤尘气流,并利用高压气流打散水滴雾化自吸入的煤尘,使煤尘与水雾充分雾化后排出,进而达到除尘的效果。为检验孔口除尘装置除尘效果,本文理论分析了孔口除尘装置的结构组成和工作原理,并通过在瓦斯抽采钻场现场施工瓦斯抽采钻孔对孔口除尘装置的除尘效果进行了实验。
1 孔口除尘装置
1.1 结构组成
该装置由引射除尘器、连接软管及孔口集尘装置三部分组成,如图1所示。引射除尘器主要由吸入室、混合室、扩散管、喷头等结构组成,该部分主要产生负压,将孔口的煤尘吸入管内并进行雾化除尘后排出,吸入室直径为273 mm,长度为500 mm,混合室直径为146 mm,长度为800 mm,扩散管直径为273 mm,长度为200 mm;孔口集尘装置呈圆筒状,直径为315 mm,长度为800 mm,下部有出渣口,上部有出气口,主要是将打钻的煤尘搜集在一个相对密闭的空间内;连接装置由一根4 m长4寸钢丝软管组成,作为连接引射除尘器和孔口集尘装置的通道,两端分别用卡子固定在除尘器和集尘装置上。
1.2 工作原理
瓦斯抽采钻孔施工过程中产生的粉尘在压风作用下,从孔底以高速沿钻杆与煤壁之间的孔隙向外排出,进入孔口集尘装置,其中较大颗粒的粉尘在重力作用下沉降下来,经下部出渣口排出,较小颗粒的粉尘抽吸进入引射除尘装置。引射除尘装置是典型的文丘里管式除尘器,其工作原理是喷嘴提供高压气体,使吸入室压力降低形成真空负压,将集尘装置中较小颗粒的煤尘抽吸至吸入室。并与水流在喉管入口段及喉管内混合,高压气体在喉口部位形成高速气流,由于高速气流的卷吸能力极强,在喉管入口段及喉管内内多次卷吸含尘气流,含尘气流和水滴在混合室内形成高度湍流状态,粉尘与水滴不断碰撞,导致粉尘与水滴充分混合,形成除尘,经扩散管出口排出。
2 应用实践
2.1 工作面概况
焦作煤业集团公司方庄二矿为煤与瓦斯突出矿井,其主采二1煤层为突出煤层。目前区域瓦斯治理巷道为25041上风道,该巷道长度550 m,煤层顶板标高-522.5～ -546.3 m,煤层厚度5.2 m,煤层倾角200左右,煤层稳定,结构简单。预抽煤层瓦斯措施为在巷道上、下帮施工煤层抽采钻孔,钻孔布置方式为双排三花眼,间距1.0 m,排距0.6 m,孔深80 m,钻孔直径94 mm,采用聚氨酯封孔,封孔深度15 m。巷道供风量480 m3/min,平均风速0.66 m/s。钻孔施工采用ZDY-4000 S全液压坑道钻机,风力排渣,水压2 MPa,风压0.5 MPa。
2.2 现场试验
孔口除尘器采用煤矿常用的Φ273 mm、Φ146 mm钢管焊制加工,制作完成后进行了两次现场试验。第一次试验时除尘器吸气口产生了很大的抽吸能力,但是孔口的煤尘并未被全部吸走,相当一部分从集尘器周围扩散飘入巷道风流中。通过现场分析,主要原因是孔口集尘器封闭不严密,因此对孔口集尘装置进行了改进。一是钻孔采用扩孔钻头,将集尘器前端插入煤壁0.5 m,并在周围用黄泥封闭;二是在集尘器另一端固定两道皮带皮,在皮带皮上开口让钻杆穿过,使皮带皮包裹钻杆以起到封闭作用。第二次试验时在钻机钻进过程中大的煤颗粒从孔口集尘装置下部排出,含尘气流被吸入除尘器,在除尘器扩散口经雾化后成煤水状排出,达到了降尘效果。
2.3 数据采集及分析
粉尘测定仪器:CCX1000X型直读式测尘仪。
测定方法:在布置测点位置进行测定,直接读出粉尘浓度。因钻进过程中粉尘忽高忽低,当钻头钻进时排粉量增加,而停止钻进时粉尘浓度随着风流的稀释,粉尘浓度明显降低,故确定测定4次,取其平均值。
测点选择:粉尘颗粒从钻孔产生后纵向随风流在巷道内扩散,在孔口处粉尘浓度最高,向外随风流逐渐降低,在距尘源10 m后扩散到巷道全断面,因此测点设在钻孔下风侧10 m处,距巷道底板高度1.5 m。
数据采集:(1)在不安装除尘器的情况下在钻孔下风侧10 m测得粉尘浓度分别为454.4 mg/m3、421.6 mg/m3、536.5 mg/m3、367.2
mg/m3,均值444.9 mg/m3。(2)在安装除尘器的情况下在钻孔下风侧10
m测得粉尘浓度分别为24.2 mg/m3、19.9 mg/m3、15.5 mg/m3、23.2
mg/m3,均值20.7 mg/m3。
数据分析:当不采用除尘措施时,粉尘质量浓度在400 mg/m3以上,采用孔口除尘器后粉尘质量浓度仅为20 mg/m3,降尘效率高达95%。
2.4 存在问题
(1)开启除尘器后产生较大的噪音,形成噪音污染。
(2)集尘器上安装的皮带皮与钻杆相互摩擦,容易磨损,需经常更换。钻机钻杆应通过集尘罩的中心位置,集尘罩要牢固固定,防止偏移松动。
(3)连接软管采用4寸钢丝软管,避免煤尘堵塞。 (4)集尘器的安装工序复杂,占用劳动时间,影响钻孔施工工效。
(5)风、水管接口拆卸时避免进入杂物堵塞喷头,除尘器可采用法兰连接,方便维修时拆卸。
(6)根据煤尘大小,通过阀门调节进水量,使除尘效果达到最佳。
3 结论
(1)基于引射原理设计了一种新型煤层钻孔孔口除尘装置,阐明了工作原理和结构组成。
(2)通过在现场施工瓦斯钻孔,测得孔口除尘装置的除尘效率达到95%,能够显著降低干式钻孔过程中产生的粉尘污染。
(3)孔口除尘器结构简单,搬运方便,维护简便;无需动力,可直接利用井下风压、水压工作,适用范围较广;可根据需要随时调节水量大小,使除尘效果达到最佳。
参考文献
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［5］ 李建国.孔口除尘系统在李子垭煤矿的应用［J］.煤炭技术,2007(10):114-116.
煤层干式打钻孔口除尘装置设计
技术与市场 技术研发 ２０ｌ４年第２１卷第２期
煤层干式打钻孑Ｌ口除尘装置设计
闩志强
（山西汾西矿业集团贺西煤矿，山西柳林０３３３００）
摘要：以煤层干式打钻孔口除尘装置为研究对象，利用粉尘测量仪对煤矿巷道钻孔时的粉尘浓度进行测量，对测量结
果进行了分析，根据粉尘颗粒物理性质的差别，对其进行了分类，针对分类结果，对干式打钻孔口的除尘装置进行了结构
设计。
关键词：除尘；粉尘浓度；分类；除尘装置；结构设计
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１４．０２．００９
０ 引言
干式打钻在是一种非常普遍的钻孔形式，钻孔时，孔口及
钻头处的粉尘由风力排除，从事干式打钻的工作人员由于长期
吸人钻粉所导致尘肺病的例子屡见不鲜，严重侵害了操作人员
的身体健康。本文以汾西矿业集团下属煤矿的具体钻孔条件
为研究背景，对干式打钻孔口除尘装置进行了设计。
１现场基本情况
汾西矿业集团某煤矿的５１２２５风巷，待钻孔煤层为Ｃ１４煤 层，煤层厚度为１．９２～１１．５０ ｍ，全区可采。在现场钻孔的过程
中发现，孔口处粉尘严重，操作人员甚至无法睁开眼睛工作，在 距离钻孔处５ ｍ处有喷水除尘装置，但是在操作中，对粉尘的
实际控制情况很差，而且在巷道中再无其他除尘措施。在风力
作用下整个巷道充满了粉尘颗粒，严重影响工作人员的工作效
率及健康。
２钻孔面煤尘浓度情况以及煤尘性质的研究
２．１钻孔煤尘浓度 本文利用粉尘测量仪对矿井现场，ＪＱＫ１１２型钻机在工作
状态下的粉尘浓度进行了测量，分别在巷道上中下三个位置布 置了测尘传感器，并在相同条件下对粉尘浓度进行了三次测
量，测量结果如表１所示。
表１粉尘浓度测定结果
距离 一４ ｍ ０ ｍ ３ ｍ ５ ｍ ９ ｍ １４ ｒｎ ２０ ｍ ２６ ｍ ３２ ｍ
上部 ３２ ， ３４３ ４６３ ３７６ １２６．５ ９８ ７１ ４９．７
中部 ３６ ７５．６ ４３０ ４９５．４ ３５６ １６４ ７８．８ ６４．９ ４２
瓦斯抽采钻孔主要封孔方法分析
瓦斯抽采钻孔主要封孔方法分析
摘要：煤矿瓦斯抽采对于我国的抽采行业来讲很是常见，抽采主要以封孔为主要方式，而钻孔周围的缝隙范围探究不清晰，封孔的长度也很不明确，注浆的压强很低，经过多年对瓦斯治理技术的不断摸索、创新并吸取经验，总结出整个瓦斯治理工程最基础的就是“孔封严”，其中封孔是抽采效果和抽采质量关键。文章主要对瓦斯抽采钻孔主要封孔方法进行了分析。
关键词：抽采钻孔；两堵一注；瓦斯浓度
瓦斯治理工作是对事故进行防范的重要手段之一，同时瓦斯事故也是当前煤矿行业发展中出现影响最为严重的自然灾害之一。对瓦斯进行抽采是对当前瓦斯含量高、涌出量大的最重要解决方式之一，因此我们更需要对这项工作的开展引起关注和重视，充分认识到这项工作对我们社会发展和煤炭行业进步的重要性。在煤矿行业的发展过程中，对矿井瓦斯抽采效果造成影响的因素十分多样，其中比较典型的就是抽放钻孔的封孔质量问题，这一问题也是当前开展抽放工作最为基础的一个环节。因此这也要求我们在工作过程中有效开展钻孔抽采的作用，从而达到最佳的抽采效果，为实现抽采工作的达标奠定有效帮助。
1 带压封孔基本原理
煤层瓦斯抽采带压封孔技术，是基于采煤工作面煤壁内存在的应力扰动沟通裂隙，利用带压注浆方式来达到改变瓦斯抽采钻孔周围煤体特性和密封微孔裂隙的目的。该技术利用注浆设备，以一定压力将浆液材料压注到瓦斯抽采钻孔封孔段空间及周围孔壁煤体扰动裂隙内部，浆液在注浆压力作用下，可以劈裂、扩展孔壁内煤体裂隙，充填孔隙和煤体凹凸面，增大浆液扩散范围；并在大渗透压力梯度作用下渗入煤体微裂隙内，并产生凝聚力，待浆液固化后，形成树枝状分布，并与煤体颗粒固体粘结在一起，以便彻底密封瓦斯泄漏通道。
具体工艺为：封孔前利用压风吹净孔内钻屑，然后将抗压无裂缝瓦斯抽采管放入抽采钻孔内一定深度，利用聚氨酯快速构筑抽采钻孔封孔段注浆空间。待聚氨酯完全固化后，再通过孔口端预留注浆管利用压力可调双液风动注浆泵向封孔段密闭空间注入水泥浆，要求达到一定的注浆压力。注浆完毕，待水泥凝固后，利用压风或注浆泵压注清水，检验抽采钻孔封孔效果。检验合格则并网进行瓦斯抽采。由于聚氨酯完全发泡后具有一定的承压能力，从而利用聚氨酯的快速反应、承压性能为抽采钻孔制造一个闭合的封孔段空间，使得带压封孔成为可能。
煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术分析
煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术分析
随着煤矿开采深度的不断加深，地下瓦斯抽放工作成为了煤矿安全生产工作中的重要环节。煤矿瓦斯是煤矿生产过程中产生的一种有害气体，不仅对煤矿生产和工人健康造成极大威胁，而且容易引发煤矿事故，危害严重。
煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术是一种有效的瓦斯治理技术，通过在煤层的高位探明钻孔，并将瓦斯抽放至地面，来降低矿井内瓦斯浓度，保障矿工的生命安全。本文将对煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术进行深入分析。
一、高位钻孔瓦斯抽放原理
高位钻孔瓦斯抽放技术通过在煤层的顶板区域进行钻孔，将瓦斯直接抽吸至地面进行处理，有效地降低了煤矿井下瓦斯浓度。在煤矿开采过程中，因为煤层的堆积和压力作用，瓦斯会从煤层的孔隙中释放出来，积聚在煤矿井下，形成瓦斯的危险氛围。高位钻孔瓦斯抽放技术就是通过在煤层的顶板区域进行钻孔，利用泵站将顶板区域的瓦斯抽出至地面进行处理，进而降低煤矿井下瓦斯的浓度，保障矿工的安全。
1. 高效性：高位钻孔瓦斯抽放技术能够直接抽出煤层顶板区域的瓦斯，快速降低煤矿井下瓦斯浓度，保障矿工的生命安全。
2. 安全性：高位钻孔瓦斯抽放技术不需要矿工进入井下进行作业，减少了矿工接触瓦斯的机会，避免了矿工因接触瓦斯而引发的意外事故。
3. 环保性：高位钻孔瓦斯抽放技术将瓦斯抽放至地面进行处理和利用，避免了瓦斯的直接排放，减少了对环境的污染。
1. 确定钻孔位置：通过瓦斯抽放技术的前期调研和实地勘测，确定煤层的顶板区域，并确定钻孔的位置和数量。
2. 钻孔作业：利用钻孔机在煤层的顶板区域进行钻孔作业，将钻孔深度控制在煤层的适当范围内。
3. 安装泵站：在钻孔完成后，安装瓦斯抽放泵站，将煤层顶板区域的瓦斯抽出至地面。
4. 瓦斯处理：将地面上抽出的瓦斯进行分析和处理，将其转化为能源或者进行安全排放，避免对环境造成污染。
煤层钻孔捕尘降尘装置的应用
・９６・ 煤矿机 电 ２０１１年第２期
煤层钻孑Ｌ捕尘降尘装置的应用
靳光法，孟繁金，王素枝
（鹤壁煤业集团公司煤炭科学研究所，河南鹤壁４５８０００）
摘要： 介绍在煤层钻孔中采用的一种捕尘降尘装置，阐述其使用效果，该装置可大幅度地抑制
钻孔时煤尘飞扬程度，在使用中取得良好效果。 关键词： 煤层钻孔；捕尘降尘装置；风水联动阀 中图分类号：ＴＤ７１４ ．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—０８７４（２０１１）０２—００９６—０２
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｔｃｈｉｎｇ Ｄｕｓｔ ａｎｄ Ｄｕｓｔ—ｆａｌｌｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ｏｎ Ｃｏａｌ Ｓｅａｍ Ｄｒｉｌｌ
ｊｌＮ Ｇｕａｎｇ－ｆａ，ＭＥＮＧ Ｆａｎ－ｆｉｎ ＷＡＮＧ Ｓｕ—ｚｈｉ （Ｃｏａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｂｉ Ｃｏａｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｅｂｉ ４５８０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｏｎｅ ｃａｔｃｈｉｎｇ ｄｕｓｔ ａｎｄ ｄｕｓｔ—ｆａｌｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｕｓｅｄ ａｔ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｄｒｉｌｌ，ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ ｉｔｓ ｕｓｅ ｅｆｆｅｃｔ， ｔｈｉｓ ｄｅｖｉｃｅ ｃＢｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｊｅｃｔ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｔ ｏｆ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｃｏａｌ－ｄｕｓｔ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｕｓｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｄｒｉｌｌ；ｃａｔｃｈｉｎｇ ｄｕｓｔ ａｎｄ ｄｕｓｔ－ｆａｌｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ；ｗｉｎｄ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｌｉｎｋａｇｅ ｖａｌｖｅ
１概述
压风排渣方式是目前常用于顺层钻孔、特别是
软煤顺层钻孔中以提高钻孔深度的有效方式。鹤壁 矿区地质条件复杂，随着矿区进入深部开采，瓦斯、 煤尘等自然灾害影响愈加严重。顺层钻孔是对突出 煤层危险区域进行区域消突的主要方法。由于压风 排渣对孔壁冲击破坏力小，瓦斯能够快速释放，释放
大直径钻孔“以孔代巷”上隅角瓦斯治理技术研究
大直径钻孔“以孔代巷”上隅角瓦斯治理技术研究
李栋龙
【期刊名称】《西部探矿工程》
【年(卷),期】2022(34)12
【摘 要】为解决综采工作面上隅角瓦斯积聚超限的问题,提出了超大直径钻孔技术来治理采空区上隅角瓦斯超限问题,阐述了超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术原理。以曹家山矿80103工作面为工程背景,采用大直径钻孔瓦斯抽采技术对采空区上隅角瓦斯进行抽采,并利用数值模拟软件对不同抽采负压及钻孔直径下钻孔瓦斯流量进行分析,确定最佳抽采负压为-30kPa,最佳钻孔直径为130mm。确定施工参数后对大直径钻孔抽采瓦斯抽放进行工业化试验发现,当使用大直径钻孔进行上隅角瓦斯抽采时,上隅角瓦斯浓度维持在0.2%,抽放效果较佳。并对其抽采效果进行验证,为矿井地质条件相类似工作面上隅角瓦斯治理提供参考与借鉴。
【总页数】3页(P135-136)
【作 者】李栋龙
【作者单位】太原市宏宇煤炭技术咨询有限公司
【正文语种】中 文
【中图分类】TD712
【相关文献】
1.高抽巷瓦斯抽采与上隅角瓦斯治理技术研究2.超大直径钻孔"以孔代巷"治理上隅角瓦斯技术3.大孔径"以孔代巷"高位定向裂隙带抽采钻孔瓦斯治理技术研究4.大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯治理参数优化及应用5.大直径定向钻孔以孔代巷上隅角瓦斯治理研究
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风动钻孔除尘装置的研究与应用
■＿■●■＿■＿■＿■＿■＿■＿■＿●＿■＿■＿■＿■＿■＿■＿■一■－■＿■＿■＿■＿■＿■＿■＿■＿ 【摘 要】 针对目前国内凤动钻孔所用除尘设备的一些不足之处，研制开发 了一种新型实用风动钻孔除尘装置。介绍了该装置的结构特点及其在文物保护工 程中的应用，实际使用结果表明效果良好，其关键技术业已取得新型实用专利。 【关键词】 凤动钻孔；除尘装置；粉尘污染零排放 问题的提出 主要结构 ｆ ＇ 风动钻进工艺具有施工速度快、 效率高、成本低等优点，现已广泛应 用于岩土钻掘施工中，其不足之处 在于施工中外排岩粉造成的环境污 染和对操作人员造成的职业健康危 害问题，始终没有得到很好的解决。 目前，国内大多采用喷水降尘的方 法加以控制，或采取孔口围挡沿管 路定点排放进行处理，但都存在效 果差、用水量大、设备投资大等缺 点。 我院从事的专门性文物保护工 程，在进行石窟、石刻、塑像等古遗 址加固保护时，大多采用风动无水 干钻工艺。而这些占遗址又多处于 现今的旅游景区内，施工中对环保 的要求极为严格。特别是有些文化 遗迹，如石窟中的壁画、岩体上的石 刻、塑像等，保护中绝不允许受一丁 点儿的水浸和污染，采用国内目前 的常规方法已无法施工。 为解决这一问题，我院经反复 研究和多次试验，成功的研制出一 套新型实用的钻孔除尘装置。用于 魔崖造像、石刻，立壁上的石窟，古 化石遗址等石质性文物加固防护的 施工，取得了较好的效果。 ２．１孔口密封装置 风动钻进成￣Ｌ．Ｉ：ＩＩＥ渣，是由钻杆 输入孔内的风力将破碎的岩渣沿钻 杆与孔壁的环状间隙喷射而出，大 颗粒的岩屑喷出孔口后随风压的降 低而沉落在孔口的附近，不会造成 较大的污染，细小的岩粉则飘浮弥 漫在空气中，随风飘散，造成污染， 是需要重点控制的。由于不能用水， 已往多采用孔口封堵、真空抽吸沿 管路排放到水中，但效果不佳。 分析其原因主要有以下三方 面：一是岩面凸凹不平，孔口封堵难 与岩面的各处都紧密接触，施工时 有大量的岩粉从孔隙中喷出；二是 在钻进过程中钻杆会有一定的摇摆 或晃动，钻杆处的封堵有一定的间 隙，施工时也有岩粉喷出；三是围挡 物难以固定在岩面上，受振动或碰 撞后极易脱开或脱落而失效，且极 不安全。 为解决上述三方面所存在的问 题，借鉴钻探施工中套管护壁的成 型经验，在锚孔施工前，预先在锚孔 中安装一段比设计孔径大一级的钢 套管，相当于将锚孔向外加长突出 于岩壁，再在其上设置一个漏斗状 与应用
长距离定向钻孔预抽瓦斯技术应用研究
收稿日期:20230310作者简介:申利军(1980-),男,山西长治人,助理工程师,从事煤矿供应管理工作。doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2023.12.025
长距离定向钻孔预抽瓦斯技术应用研究
申利军
(长治三元中能煤业股份有限公司,山西长治 046000)
摘 要:为解决山西省某矿3210回风巷掘进区域煤与瓦斯突出威胁,设计采用长距离定向钻孔预抽该区域瓦斯,综合运用数值模拟、理论分析等方法,确定定向钻孔合理直径96mm、抽采负压25kPa、抽采时间120d,结合工作面生产地质条件设计钻场及定向钻孔布置方案,实践表明,为期120d瓦斯预抽期间抽采
浓度大于50%,抽采率达到58.5%,取得较好消突效果。关键词:煤与瓦斯突出;数值模拟;定向钻孔;抽采率中图分类号:TD712.6 文献标识码:A 文章编号:10052798(2023)12009203
1 工程概况
山西省某矿3号煤层3210综采工作面位于一
水平二采区,工作面走向长571m,倾向长231m,煤
层均厚3.41m;瓦斯地质条件复杂,巷向西北0~
198m、233.3~495m处于瓦斯突出危险区,切巷向
西北0~198m、233.3~495m也处于瓦斯突出危险
区,该面存在较大瓦斯异常隐患,为保障3210回风
巷掘进期间的施工安全,进行长距离钻孔预抽技术
的应用研究。
2 长距离定向钻孔关键参数研究分析
该矿3号煤层二采区煤层瓦斯含量较高,局部
区域存在煤与瓦斯突出危险性,3210回风巷掘进区
域瓦斯地质条件复杂,设计采用长距离定向钻孔预
抽技术进行消突,为了使设计的预抽方案更加合理
有效,借助计算机模拟软件对瓦斯抽采过程进行模
拟研究。2.1 建立数值模型
COMSOL是一款以有限元原理为基础的数值模
拟软件[1]。由于实际工程中物理场环境及各种影
响因素是非常复杂的,采用有限元软件可通过对实
际情况简化求得近似解。该软件本身具有CAD绘
《顺层瓦斯抽采钻孔负压定点连续测定技术研究》范文
《顺层瓦斯抽采钻孔负压定点连续测定技术研究》篇一
一、引言
随着煤炭资源的开采和利用，瓦斯问题逐渐成为煤矿安全生产的重要问题之一。顺层瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的重要手段之一，而顺层瓦斯抽采钻孔负压的测定则是瓦斯抽采过程中的关键环节。因此，研究顺层瓦斯抽采钻孔负压定点连续测定技术，对于提高煤矿瓦斯治理水平、保障煤矿安全生产具有重要意义。
二、研究背景及意义
顺层瓦斯抽采钻孔负压的测定是瓦斯抽采系统设计和运行的重要依据。传统的负压测定方法多为手动或半自动方式，存在测量精度低、效率低、实时性差等问题。因此，研究顺层瓦斯抽采钻孔负压定点连续测定技术，可以实现负压的实时监测和连续测量，提高测量精度和效率，为煤矿瓦斯治理提供更加准确的数据支持。
三、研究内容
（一）理论分析
首先，对顺层瓦斯抽采钻孔负压的产生机理和影响因素进行理论分析，为后续的测量方法研究提供理论依据。其次，分析现有负压测定方法的优缺点，为新方法的提出提供参考。
（二）方法研究 1. 传感器选型与布置：根据顺层瓦斯抽采钻孔的特点和负压测量的需求，选择合适的传感器，并确定传感器的布置方式和位置。
2. 数据采集与处理：研究数据采集系统，实现负压数据的实时采集和传输。同时，对采集到的数据进行处理和分析，提取出有用的信息。
3. 定点连续测量技术：研究如何实现负压的定点连续测量，提高测量精度和效率。具体包括测量周期的选择、测量点的布置、测量方法的优化等。
（三）实验验证
通过实验验证所提出的负压测定方法的可行性和有效性。实验包括实验室模拟实验和现场实验两个部分。实验室模拟实验主要用于验证方法的可行性和测量精度；现场实验则用于验证方法在实际应用中的效果。
四、实验结果与分析
（一）实验室模拟实验结果
通过实验室模拟实验，验证了所提出的负压测定方法的可行性和测量精度。实验结果表明，该方法具有较高的测量精度和稳定性，能够满足顺层瓦斯抽采钻孔负压测量的需求。
钻孔综合除尘器
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. 钻孔综合除尘器
内容提要：分析施工抽采钻孔在实际工作中所存在的问题，
增设钻孔综合除尘器的必要性，可行性，为现场作业创造良好的工作环境，同时减少人财物的投入。
关键词：煤矿 安全管理 综合除尘器
随着矿井向深部延伸，煤层附存瓦斯增大，在开采过程中存在一定困难。为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁，必须利用机械设备和专用管道造成的负压，将煤层附存的瓦斯抽出。因此严格执行“先抽后采、边采边抽”，的规定，在施工钻孔时如果消防尘工作没做好，现场作业人员受粉尘危害是比较大的。为了创造良好的工作环境，减少粉尘对作业人员为危害，将增设钻孔综合除尘器来解决日常工作中所出现的一些问题，对矿井安全生产、从业人员职业病防治有重要的意义。
一、增设的钻孔综合除尘器必要性：
钻孔综合除尘器属大宝顶煤矿首创，填补了煤矿井下钻孔技术中的一项空白，具有自主知识产权。该装置是用于煤矿井下瓦斯抽放钻孔和地测探孔一种附属装置，其结构简单、使用方便、安全可靠。其主要作用一是可以防止施工时钻孔内的高压气体携带钻屑高速喷出孔口伤人，二是集中对钻孔内排出的钻屑进行除尘、降尘，三是可以连接管道将钻屑排放到指定地点。 精选doc最新版
. 二、工作原理
1、整体原理（图1钻孔综合除尘器主视图）
选择与钻孔综合除尘器集尘管相同（或略大于）直径的的钻头在煤（岩）中开孔后安设钻孔综合除尘器后，安好接通喷雾水，启动钻机正常钻进，孔内的钻屑进入钻孔综合除尘器，在经过消尘管时，被高速喷出的水雾湿润达到除尘降尘效果，被湿润的钻屑沿钻孔综合除尘器出口进入输渣软管排到指定地点。
2、负压密封原理（图2钻孔综合除尘器剖视图）
a、消尘管中高速气流在负压导管口处断面缩小，根据流体力学原理，在负压导管口产生负压，同时高速喷出的水雾也在负压导管口产生负压，使负压密封腔内压力低于钻孔综合除尘器外部大气压，钻孔综合除尘器外部的空气将通过钻杆与钻孔综合除尘器的间隙进入负压密封腔，沿负压导管进入消尘管排到出口。
干式打孔除尘装置的研制与应用
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＦＯｒｕｍ
干式打孔除尘装置的研制与应用
史连彪
（辽宁省铁能集团小康矿综机检修车间。辽宁铁岭１ １ ２７００）
【摘要】煤矿粉尘威胁矿井安全生产，严重影响职工身体健 康，是煤矿五大灾害之一。有效控制粉尘，改善矿井工作环境的空
气质量，已成为煤矿企业一项系统工程，受到高度重视。干式打孔
是矿井产生粉尘的根源之一。《煤矿安全规程》第十七条、第一百 五十四条规定，“……不能采用湿式钻眼时，可采用干式钻眼，但必
须采取捕尘降尘措施……”。本文仅就干式打孔除尘装置的研制与应
用进行探讨。 【关键词】干式打孔；除尘装置
１相关因素列举分析 （１）矿井钻孔的一般用途有放炮、安装锚杆锚索、探放水、瓦
斯等。常用钻机型号有ｚＱｓ一５０／１．４ｓ型手持式气动钻机、７６５５型 凿岩机、 ＭＫＱＢ一５５／１．８和ＭＱＴ一１３Ｏ／２．４型锚杆钻机。分有冲击
钻进和无冲击钻进两种。钻杆形状有圆形、六方形、螺旋形，均为
中空钻杆。
（２）巷道表面凸凹不平；打钻时钻杆与水平面、与巷道内壁成
任意角度的情况都存在。
（３）钻孔过程是钻杆旋转运动和进给运动的合成，进给动力有
人力、风动、液压，有的钻机还辅以振动冲击。由钻杆中心孔吹入
压风返出钻屑（干式钻孔）
２干式打孔必要性与除尘可行性分析
湿式钻孔虽不产生粉尘，但也有很多弊端。如操作者淋水，穿
防水服又妨碍操作；另一方面，钻杆中心孔通入的用于消尘返屑的
水，返出时不易收集，落地后渗入底板影响巷道底板强度；汇集统
一外排又会增加设备设施和工作量；更重要的一点是，水打孔时，
孔内壁浸水，软岩易成泥状。小康矿以往实践证明水打孔注入锚索，
十之二三达不到规定强度。而干打孔则几乎百分百保证强度。正因
为湿式钻孔额外增加打钻工作量的缺点，湿式钻孔在有些地方还不
能百分之百做到。如果疏于监管，不采取任何捕尘降尘措施的干式 钻孔现象就会发生。
３本领域技术背景
在此之前，还没有一种简单实用的除尘装置解决矿井干式打钻