關于突出礦井底抽巷穿層鉆孔防噴裝置使用的探討與運用

摘 要：突出礦井瓦斯治理歷年來都是突出礦井保證安全生產的重中之重，而底抽巷施工穿層鉆孔治理瓦斯更是瓦斯治理的重點和難點，為了提高礦井穿層鉆孔施工瓦斯及噴孔的治理工作，保證穿層鉆孔施工期間回風側巷道內瓦斯不超過規定，在底抽巷穿層鉆孔的基礎上，自主創新、研發新技術、新設備，經過不斷的改進，現防噴裝置已初見成效，穿層鉆孔施工期間的瓦斯涌出及噴孔得到了初步的控制，通過本技術的攻關，不僅有效的解決穿層鉆孔施工期間的瓦斯涌出及噴孔情況，更為以后深穿層鉆孔施工防噴、防瓦斯提供有效的技術參考。

關鍵詞：防噴裝置；防瓦斯；穿層鉆孔

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.116

鉆孔噴孔是指在鉆孔施工過程中或施工后，由于施工期間的振動作用或鉆孔周圍煤體的不穩定，在較短時間內從鉆孔中連續不斷的向外噴出大量的煤與瓦斯。鉆孔噴孔也可認為是在鉆孔施工過程中出現的小型煤與瓦斯突出現象，噴孔現象主要發生在煤層松軟高地應力的突出煤層鉆孔施工過程中。

鉆孔噴孔的機理與普通意義上的煤與瓦斯突出機理是一樣的，但是鉆孔施工過程中因環境與打鉆所引起的應力變化等原因，鉆孔噴孔的機理有其主要特點，根據這些特點云蓋山煤礦二礦自主研發、改進，最后總結出了自己的一套防噴孔、防瓦斯系統。

1 防噴裝置的類型

基于穿層鉆孔施工期間噴孔的機理，現場如不采取有效的防噴措施，噴出的煤體與瓦斯會充填鉆場與巷道，造成瓦斯超限或人員傷亡，因此在穿層鉆孔施工過程中防噴裝置的使用具有很重要的意義。

1.1 Ⅰ代防噴裝置的（見圖1）

第一代防噴裝置采用純負壓分散治理噴孔與瓦斯，優點：實現鉆孔施工過程中瓦斯與煤的分離工作，保證巷道瓦斯不超過規定；缺點：發生噴孔時，大量的瓦斯與煤體噴出易造成負壓吸氣管路阻塞，不能徹底根治噴孔期間的瓦斯與煤體的噴出。

1.2 Ⅱ代防噴裝置（見圖2）

第二代防噴裝置采用純負壓集中治理噴孔與瓦斯，在Ⅰ代防噴裝置原基礎上增設2次煤氣分離步驟，實現煤、瓦斯的隔絕治理。優點：實現鉆孔施工過程中兩次集中進行瓦斯與煤的分離工作，完全隔絕煤體與瓦斯，實現全隔離治理；缺點：發生噴孔時，大量的瓦斯與煤體噴出易造成負壓吸氣管路阻塞，在煤體與瓦斯壓力作用下，管路連接處易脫落，脫落后，煤體與瓦斯大量進入巷道，造成瓦斯超限及人員傷亡，不能徹底根治噴孔期間的瓦斯與煤體的噴出。

1.3 Ⅲ代防噴裝置（見圖3）

第三代防噴裝置采用純負壓集中治理噴孔與瓦斯，在Ⅱ代防噴裝置原基礎上增設噴孔緩沖氣囊，實現煤、瓦斯的隔絕治理及噴孔放壓管理。優點：實現鉆孔施工過程中不僅實現進行瓦斯與煤的分離工作，完全隔絕煤體與瓦斯，實現全隔離治理，氣囊的添加還實現了鉆孔噴孔壓力釋放的作用，避免了發生噴孔時，大量的瓦斯與煤體噴出易造成負壓吸氣管路阻塞，解決了煤體與瓦斯壓力作用下，管路連接處易脫落等問題，從根本上解決了鉆孔噴孔及瓦斯治理工作，經過現場實施及運用已經得到了極大地認可。

2 項目研究的目的與意義

自防噴裝置開始研發至完善共經歷兩次大改造，實現了“流煤孔開放向密閉、煤粉分散向集中”的改進理念，全面隔絕鉆孔與外部聯系，實現噴孔、瓦斯的閉合式治理。

鉆孔施工防噴裝置技術研究之后，可在突出礦井底抽巷施工抽放鉆孔及水力沖孔，采用“邊鉆進邊分離邊抽采”，高效解決了鉆孔施工期間的噴孔及瓦斯治理工作，對底抽巷穿層鉆孔施工具有革新式意義。

3 項目研究的主要內容和方法

底抽巷穿層鉆孔施工瓦斯治理工作一直以來都是我礦安全工作的重中之重，而鉆孔施工防噴又是施工管理的一個關鍵環節，隨著穿層鉆孔施工技術的一步步邁進，瓦斯治理形式一步一步的嚴峻，老式技術已經不能滿足生產需要，急需改進及創新。

2015年云蓋山煤礦二礦組織人員在23302運輸順槽底抽巷施工穿層鉆孔，在施工期間，抽放隊人員首先使用一代防噴裝置施工，經過現場問題的不斷暴露和施工人員的反饋，抽放隊技術人員在礦井的帶領下不斷創新與改進，最終研制出第三代防噴裝置，經過現場試驗與后期使用，已完全滿足施工現場防噴需要。

施工期間技術要求：

（1）施工前，現場施工負責人員對負壓抽放管路進行全面排查，在確認管路連接可靠及管路負壓正常后方可施工；

（2）抽放軟管連接口處要使用專用管箍進行緊固，防止抽放管路脫節造成瓦斯超限；

（3）鉆孔施工過程中必須堅持“慢進、多排”的原則，嚴防塌孔造成孔內瓦斯積聚；

（4）鉆孔施工過程中出現塌孔造成鉆孔阻塞時，應及時停止鉆進，同時進行前后不停刷孔直至鉆孔暢通；

（5）處理塌孔期間，施工人員應隨時觀察孔內瓦斯排放情況；

（6）發生噴孔時，應立即停止施工，利用負壓進行連抽，待壓力充分釋放后方可進行處理。

4 研究成果效果評價

防噴裝置的研發，不僅為以后穿層鉆孔施工技術提供支持，而且為以后施工現場安全可靠提供保障，對穿層鉆孔施工具有深遠的意義，使底抽巷穿層鉆孔施工管理又邁進了一大步。

5 結論

突出礦井底抽巷穿層鉆孔施工噴孔現象是施工期間存在的重大問題，不僅威脅著井下施工人員的生命安全，也直接影響著礦井的采掘接替，治理穿層鉆孔噴孔現象，必須摸清穿層鉆孔噴孔的機理、各方面的性質及規律，根據云蓋山煤礦二礦底抽巷穿層鉆孔施工的實際情況，在礦井不斷的創新及改進下，為穿層鉆孔施工提供了防噴經驗與技術，為以后穿層鉆孔施工打下了良好的基礎。云蓋山煤礦二礦在穿層鉆孔施工過程中不斷摸索，通過科學分析、大膽實踐、認真總結、不斷完善，不僅為本礦底抽巷穿層鉆孔施工提供出一套可行、可靠的方案與設施，同時也為兄弟礦井的提供了豐富的實踐經驗，穿層鉆孔防噴裝置的探討、運用，也將成為云蓋山煤礦二礦及兄弟礦井穿層鉆孔施工的主要方法，也是下步創新與改進的基礎，應用前景廣闊。

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