關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

摘 要：本文對高瓦斯礦井預抽瓦斯過程中，為防止煤塵和瓦斯，結合生產條件制定了幾個方案，并對其優缺點進行了闡述，指導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是防瓦斯，而防瓦斯最直接的方法就是預抽瓦斯，把瓦斯從游離狀態調整為具有一種有序向同一個方向運動的運動規律。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是打順層孔進行預抽瓦斯，根據設計要求一般是按照煤層三要素設計的，煤層傾角比較小，然后根據自己本礦的要求來設計。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。主要表現在以下方面：

（1）由于鉆孔設計距離比較長，孔內瓦斯壓力大，導致鉆機卡鉆，并出現持續噴空現象持續。

（2）因設計傾角比較小，反渣困難，容易使孔內堵住，導致鉆桿不能旋轉，退進都不能實現。

（3）瓦斯比較大，且噴孔現象嚴重，容易使巷道內瓦斯超限，給工作和生產帶來嚴重的影響。

（4）孔內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，給生產周期造成影響和材料造成過多的浪費。

面對工作中遇到的種種問題和現場的實際情況，結合我礦的實際情況，對幾種防塵防瓦斯裝置進行一下的探討，并對它們各自的優缺點進行一些的介紹，結合實際情況和運用效果來驗證。

1 方案一

方案1：如圖所示，是由一個正方形鐵制容器，外加108的兩根套管，一套法蘭堵盤，兩個噴霧，一個瓦斯抽放接頭，方形鐵絲網片，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容器中，而用鐵絲網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，有利于抽瓦斯時煤塵不能進入抽放管而堵塞抽放管。造成瓦斯不能及時抽放到管內，使得巷道內的瓦斯超限。同時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。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點和缺點；

優點：（1）將瓦斯和煤渣同時收集到一個體積比較大的容體內，有利于噴霧對煤塵最大限度的吸收，降低瓦斯噴出來時的強度，能很好地接收煤與瓦斯連續噴出時的煤與瓦斯。

（2）運用鐵絲網很好的隔開了抽放瓦斯時煤塵進入抽放管而堵塞管道。

（3）將煤渣運用楔形的流出方式，減少了人員勞動。

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

（2）當開始抽瓦斯之時，兩個噴霧打開，有一定的水霧將會被抽放負壓抽走，最終流入道抽放瓦斯管路中，導致抽放瓦斯效果比較差。同時抽放時煤塵將會吸附在鐵絲網上，從而堵塞鐵絲網，是的瓦斯不能及時的抽放到管路中。

（3）正方形容器有限，煤與瓦斯還處于一種混合狀態，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，該裝置主要有兩個鐵制橢圓形外加一個濾渣排水方形槽等材料組成的，主要有三個裝置組成：排渣裝置，抽瓦斯裝置，蓄水排渣裝置三部分組成。該裝置運用球形解決了排渣和瓦斯與煤塵噴出時有相當大動能的問題，當煤塵與瓦斯從孔口噴出時，它積聚了很大的能量，遇到空間比較大時，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，力的方向發生改變，同時動能也發生改變。在經過1位置，1是由圓形噴霧組成的圓環形噴霧，很大程度上已經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。煤塵與瓦斯經過圓環形水霧后，又經過球閥噴霧的降塵，大量的煤渣從底部的出口處流入到蓄水排渣裝置中，沒有被除盡的又經過兩個橢圓形的接口處阻止了一些煤塵進入抽瓦斯裝置。抽瓦斯裝置很好的抽取了大量的瓦斯，同時將一部分水過濾到橢圓形底部，從而流入到蓄水排渣裝置。當抽瓦斯裝置中還是有煤塵也可以在抽瓦斯裝置中加一個球閥噴霧。

此裝置的優點和缺點：

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

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

（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：（1）第一個較大橢圓形裝置容積比較小，當遇到大量煤塵噴出時，不能及時排出，可能影響進鉆效果。

（2）在孔口有一斜口裝置可能導致有一定的瓦斯噴出，對此可以根據實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，優缺點可以是前兩種裝置優缺點的補充。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壓來帶動整個裝置的運行，這就對氣密性和負壓的要求很高了，原理是通過煤塵與瓦斯噴出時自身的動能進入到排渣箱中，箱中有一定的壓力，驅使向外流動，進入到第二個箱中，在第二個箱中負壓出主導地位，一方面有負壓的作用力，一方面有孔口的瓦斯和煤塵的壓力，促使整個循環能夠運作起來。

對此對該裝置的優缺點進行描述：

優點：（1）受化學試驗中儀器的啟發，制成類似于長頸漏斗，反應瓶。將煤塵與瓦斯一一出去。

（2）瓦斯通過第二個容器時，很好的將瓦斯吸收。

缺點：（1）負壓可能不好處理，排渣的過程同樣也影響效果。

（2）兩個裝置的排水和處理水可能會在實踐當中遇到一定的問題。

5 總結

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中效果不明顯。在使用過的過程中一直在現場去監督。無數次的去現場尋找答案，怎樣去防塵？煤塵和瓦斯噴孔是固然的，這是現象，怎樣能減小，這個做不到。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。同時也要根據現場情況結合，對裝置進行改進，盡可能的吸收瓦斯和降低煤塵，防止瓦斯噴出，造成巷道內瓦斯超限。