關(guān)于高瓦斯礦井煤層順層孔打鉆防塵以及防瓦斯裝置的探討

裴勝強(qiáng)

摘 要：本文對高瓦斯礦井預(yù)抽瓦斯過程中，為防止煤塵和瓦斯，結(jié)合生產(chǎn)條件制定了幾個(gè)方案，并對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了闡述，指導(dǎo)了高瓦斯礦井煤層順層孔打鉆防塵防瓦斯的工作。

面對高瓦斯礦井首要的任務(wù)是防瓦斯，而防瓦斯最直接的方法就是預(yù)抽瓦斯，把瓦斯從游離狀態(tài)調(diào)整為具有一種有序向同一個(gè)方向運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律。只有這樣才能做到高瓦斯礦井低瓦斯開采的要求。

對于已形成采掘工作面，而對采掘工作面首要的任務(wù)是打順層孔進(jìn)行預(yù)抽瓦斯，根據(jù)設(shè)計(jì)要求一般是按照煤層三要素設(shè)計(jì)的，煤層傾角比較小，然后根據(jù)自己本礦的要求來設(shè)計(jì)。一般情況下回采工作面比較寬，瓦斯比較大，傾角比較小的情況下，這就給防突工作帶來了非常大的麻煩。主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）由于鉆孔設(shè)計(jì)距離比較長，孔內(nèi)瓦斯壓力大，導(dǎo)致鉆機(jī)卡鉆，并出現(xiàn)持續(xù)噴空現(xiàn)象持續(xù)。

（2）因設(shè)計(jì)傾角比較小，反渣困難，容易使孔內(nèi)堵住，導(dǎo)致鉆桿不能旋轉(zhuǎn)，退進(jìn)都不能實(shí)現(xiàn)。

（3）瓦斯比較大，且噴孔現(xiàn)象嚴(yán)重，容易使巷道內(nèi)瓦斯超限，給工作和生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響。

（4）孔內(nèi)的鉆桿由于和鉆渣不斷地摩擦，使得鉆桿的連接處容易打滑，造成鉆桿掉在孔內(nèi)，給生產(chǎn)周期造成影響和材料造成過多的浪費(fèi)。

面對工作中遇到的種種問題和現(xiàn)場的實(shí)際情況，結(jié)合我礦的實(shí)際情況，對幾種防塵防瓦斯裝置進(jìn)行一下的探討，并對它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行一些的介紹，結(jié)合實(shí)際情況和運(yùn)用效果來驗(yàn)證。

1 方案一

方案1：如圖所示，是由一個(gè)正方形鐵制容器，外加108的兩根套管，一套法蘭堵盤，兩個(gè)噴霧，一個(gè)瓦斯抽放接頭，方形鐵絲網(wǎng)片，渣水出口所組成的防塵防瓦斯的裝置。它是是將除塵與抽瓦斯集中在一個(gè)容器中，而用鐵絲網(wǎng)將巖粉和煤塵有效地隔開，做到瓦斯與巖粉和煤塵隔開的效果，有利于抽瓦斯時(shí)煤塵不能進(jìn)入抽放管而堵塞抽放管。造成瓦斯不能及時(shí)抽放到管內(nèi)，使得巷道內(nèi)的瓦斯超限。同時(shí)用法蘭盤堵住孔口也能有效的降低煤塵與瓦斯的噴出，最大限度的將煤塵吸收在正方形容器內(nèi)。用噴霧降塵后的煤渣通過楔形的鐵皮槽從排渣口順利的流出，減少了人員不定期的清理正方形內(nèi)的煤渣，有效地降低的煤渣的堆積。

從上面的排渣裝置功能來看有以幾方面的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)；

優(yōu)點(diǎn)：（1）將瓦斯和煤渣同時(shí)收集到一個(gè)體積比較大的容體內(nèi)，有利于噴霧對煤塵最大限度的吸收，降低瓦斯噴出來時(shí)的強(qiáng)度，能很好地接收煤與瓦斯連續(xù)噴出時(shí)的煤與瓦斯。

（2）運(yùn)用鐵絲網(wǎng)很好的隔開了抽放瓦斯時(shí)煤塵進(jìn)入抽放管而堵塞管道。

（3）將煤渣運(yùn)用楔形的流出方式，減少了人員勞動。

缺點(diǎn)：（1）當(dāng)瓦斯和煤塵噴出來時(shí)自身就受瓦斯壓力的影響有一點(diǎn)的動能，而正方形體積比較大，噴出來是向四周運(yùn)動不能很好的緩沖一定的動能，很有可能煤塵和瓦斯繼續(xù)向孔口運(yùn)動，進(jìn)而堵塞孔口，瓦斯釋放到巷道內(nèi)。

（2）當(dāng)開始抽瓦斯之時(shí)，兩個(gè)噴霧打開，有一定的水霧將會被抽放負(fù)壓抽走，最終流入道抽放瓦斯管路中，導(dǎo)致抽放瓦斯效果比較差。同時(shí)抽放時(shí)煤塵將會吸附在鐵絲網(wǎng)上，從而堵塞鐵絲網(wǎng)，是的瓦斯不能及時(shí)的抽放到管路中。

（3）正方形容器有限，煤與瓦斯還處于一種混合狀態(tài)，還是不能有效地把煤塵與瓦斯隔離開來，

2 方案二

如圖2所示，該裝置主要有兩個(gè)鐵制橢圓形外加一個(gè)濾渣排水方形槽等材料組成的，主要有三個(gè)裝置組成：排渣裝置，抽瓦斯裝置，蓄水排渣裝置三部分組成。該裝置運(yùn)用球形解決了排渣和瓦斯與煤塵噴出時(shí)有相當(dāng)大動能的問題，當(dāng)煤塵與瓦斯從孔口噴出時(shí)，它積聚了很大的能量，遇到空間比較大時(shí)，向外釋放能量，空中懸浮的煤塵粒子以一定的動能撞擊到球形表面，力的方向發(fā)生改變，同時(shí)動能也發(fā)生改變。在經(jīng)過1位置，1是由圓形噴霧組成的圓環(huán)形噴霧，很大程度上已經(jīng)對減小了煤塵與瓦斯壓力的沖量。2位置是由兩組法蘭盤與兩個(gè)半圓形焊接而成的接口，這樣容易組合和拆卸。煤塵與瓦斯經(jīng)過圓環(huán)形水霧后，又經(jīng)過球閥噴霧的降塵，大量的煤渣從底部的出口處流入到蓄水排渣裝置中，沒有被除盡的又經(jīng)過兩個(gè)橢圓形的接口處阻止了一些煤塵進(jìn)入抽瓦斯裝置。抽瓦斯裝置很好的抽取了大量的瓦斯，同時(shí)將一部分水過濾到橢圓形底部，從而流入到蓄水排渣裝置。當(dāng)抽瓦斯裝置中還是有煤塵也可以在抽瓦斯裝置中加一個(gè)球閥噴霧。

此裝置的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：（1）此裝置有效地將煤塵和瓦斯隔離開來，從而逐步吸收，并利用兩個(gè)橢圓形的裝置減小了瓦斯噴出時(shí)的壓力。

（2）該裝置又孔口堵盤外加橢圓聯(lián)結(jié)接口總共四個(gè)收縮接口，很大程度上保證了瓦斯噴出和煤塵向外釋放。同時(shí)在孔口有一斜口裝置，防止水通過鉆桿倒流入孔內(nèi)。

（3）蓄水排渣裝置有效地將渣與水分開，做到了水渣各處理的原則。

缺點(diǎn)：（1）第一個(gè)較大橢圓形裝置容積比較小，當(dāng)遇到大量煤塵噴出時(shí)，不能及時(shí)排出，可能影響進(jìn)鉆效果。

（2）在孔口有一斜口裝置可能導(dǎo)致有一定的瓦斯噴出，對此可以根據(jù)實(shí)際效果來看是否需要對此處理。

3 方案三

如圖所示，該裝置可以說是前兩種裝置的結(jié)合，解決了容量問題和將煤塵與瓦斯隔離開，分步處理的原理。原理大致也前面的相同，優(yōu)缺點(diǎn)可以是前兩種裝置優(yōu)缺點(diǎn)的補(bǔ)充。這里就不多介紹了。下面介紹一種與前面原理截然不同的一種裝置。

4 方案四

如圖所示，此套裝置主要通過負(fù)壓來帶動整個(gè)裝置的運(yùn)行，這就對氣密性和負(fù)壓的要求很高了，原理是通過煤塵與瓦斯噴出時(shí)自身的動能進(jìn)入到排渣箱中，箱中有一定的壓力，驅(qū)使向外流動，進(jìn)入到第二個(gè)箱中，在第二個(gè)箱中負(fù)壓出主導(dǎo)地位，一方面有負(fù)壓的作用力，一方面有孔口的瓦斯和煤塵的壓力，促使整個(gè)循環(huán)能夠運(yùn)作起來。

對此對該裝置的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行描述：

優(yōu)點(diǎn)：（1）受化學(xué)試驗(yàn)中儀器的啟發(fā)，制成類似于長頸漏斗，反應(yīng)瓶。將煤塵與瓦斯一一出去。

（2）瓦斯通過第二個(gè)容器時(shí)，很好的將瓦斯吸收。

缺點(diǎn)：（1）負(fù)壓可能不好處理，排渣的過程同樣也影響效果。

（2）兩個(gè)裝置的排水和處理水可能會在實(shí)踐當(dāng)中遇到一定的問題。

5 總結(jié)

通過在我礦本煤層打鉆瓦斯抽放中，使用了很多防塵降塵裝置，而他們卻在一次次試驗(yàn)中效果不明顯。在使用過的過程中一直在現(xiàn)場去監(jiān)督。無數(shù)次的去現(xiàn)場尋找答案，怎樣去防塵？煤塵和瓦斯噴孔是固然的，這是現(xiàn)象，怎樣能減小，這個(gè)做不到。只有有效地降低瓦斯與煤塵噴入巷道，怎樣降低啦？那就是讓它噴，來多少，吸受多少。同時(shí)也要根據(jù)現(xiàn)場情況結(jié)合，對裝置進(jìn)行改進(jìn)，盡可能的吸收瓦斯和降低煤塵，防止瓦斯噴出，造成巷道內(nèi)瓦斯超限。