鉆探工程防噴、降塵裝置研制及應用

張 雷 劉宜平 朱廣志 蔡 君

（恒源煤電股份有限公司 任樓煤礦，安徽 宿州 235123）

1 引言

任樓礦地質條件復雜，煤層透氣性低，2009年6月正式升級為煤與瓦斯突出礦井，根據《煤與瓦斯防治突出細則》規定，必須進行區域瓦斯治理。在鉆孔施工過程中穿層次數多，抽放鉆孔施工難度較大，打鉆過程中頂鉆、卡鉆、噴孔現象時有發生，嚴重影響抽放鉆孔的施工，有時孔內噴孔瞬間涌出的高濃度瓦斯，易造成瓦斯超限事故。特別是底抽巷施工穿層鉆孔中，由于開孔點一般都處于8煤底板下20米左右，在施工鉆孔過程中要穿過3-4層煤和煤線（82、73、72煤及煤線），用清水鉆進易導致后路煤層段塌孔，造成煤渣堵塞后路，從而導致抱鉆現象，鉆孔施工難度大，嚴重影響鉆探進尺；采用壓風鉆進時，煤塵大，易噴孔，為有效預防鉆孔施工時防噴、降塵問題，防止抽放鉆孔施工過程中噴孔造成瓦斯超限及煤塵危害職工身體健康，提高鉆機施工中的安全系數，及最大限度的降低煤塵對巷道的污染，一個切實有效的降塵、防噴技術特別重要。

2 孔口降塵、防噴措施的原理

通常在順層鉆孔施工中采用的時螺紋鉆桿配合壓風排渣，即在鉆桿的末端連接水接頭，在接上壓風管，利用壓風動力和螺紋鉆桿旋轉力將煤、巖粉渣排除鉆孔。細小粉塵被壓風吹出后會懸浮在空氣中，在孔口外帶來大量煤塵飛揚，粉塵漂浮于巷道內幾米甚至幾十米，嚴重惡化了工作環境，且返出的粉塵中夾雜著煤塊在壓風作用下拋出，對現場作業人員人身安全受到不同程度的威脅，直接關系到職工的身心健康，同時巷道內噴霧和孔口噴霧覆蓋斷面小且霧化效果差，也影響巷道內環境衛生。

并成為安全生產的一大隱患；在穿層鉆孔施工中，采用清水排渣時，由于地質條件復雜，穿層次數多，易導致后路煤層段塌孔，造成煤渣堵塞后路，從而導致抱鉆現象，鉆孔施工難度大，嚴重影響鉆探進尺，有時孔內噴孔瞬間涌出的高濃度瓦斯，易造成瓦斯超限事故。

因此，防止抽放鉆孔施工過程中噴孔造成瓦斯超限及煤塵危害職工身體健康，提高鉆機施工中的安全系數，及最大限度的降低煤塵對巷道的污染，這是問題存在的關鍵。

3 具體應用

3.1 結構組成

該裝置由兩部分組成，下部分為出料、降塵裝置，上部為下鉆、防噴部裝置。（如圖所示）

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圖1.孔口降塵、防噴裝置示意圖

3.2 該裝置的工作原理

使用前，先在孔口施工一大孔徑鉆孔，以便將防塵裝置的一端置于孔內，并用鐵絲固定。鉆機施工時打開噴霧，鉆孔內返出的煤巖粉能最大限度的在封閉裝置內部起到滅塵作用，杜絕了煤塵被壓風大面積吹出孔后在巷道內擴散影響巷道環境衛生，造成煤塵積聚，引起煤塵爆炸事故；同時也對孔內釋放出的瓦斯起到稀釋作用。

3.3 降塵、防噴裝置的應用

我礦在井下72510底抽巷施工穿層鉆孔時，采用干式鉆孔工藝配合此套降塵、防噴裝置，取得良好的效果。⑴提高了綜合降塵率。巷道內不需要使用噴霧，有效的控制了煤塵飛揚，凈化了作業場所，降塵率可達90%。能極大限度地改善鉆孔作業現場的空氣環境，減少了對工人的身體危害，保證了工人的身心健康。⑵提高了工作效率。采用壓風施工配此裝置杜絕了后路塌孔、抱鉆、噴孔停工的影響時間，提高了單機鉆尺量，由原來一圓班60-70m提高到150-200m。⑶通過使用防塵裝置，能最大限度的減少打鉆期間釋放的瓦斯對現場施工的威脅，杜絕巷道后路瓦斯超限現象；利用此裝置能使鉆孔內釋放出的瓦斯由原來的4%-5%降至0.14%-0.20%左右，增大了工作人員的安全系數。

結論

⑴經過現場實踐證明，該裝置在穿層鉆孔施工中，降塵、防噴效果良好，除塵率高有效避免了打鉆噴孔傷人及減少巷道內粉塵大問題，保證了工人的操作安全；提高綜合防塵的同時也提高了鉆孔的成空率，具有投資少使用效率高、利用價值高的特點，⑵該裝置結構簡單，體積小，易于加工，經濟實用，易于井下安裝，具有投資少使用率高、利用價值高的特點，對于井下鉆孔施工極具推廣應用價值，具有很好的經濟、社會效益。

[1]國家安全生產監督管理局，煤礦安全規[M]，北京：煤炭工業出版社,2010，114.