礦用鉆孔施工防噴、降塵一體化裝置
項(xiàng)目背景
某煤業(yè)股份公司為煤與瓦斯突出礦井，隨著礦井開采深度越來越深，瓦斯含量及瓦斯壓力也越來越大，瓦斯抽采鉆孔在施工過程中易出現(xiàn)噴孔、有毒有害氣體涌出、粉塵大等現(xiàn)象。煤、巖鉆屑和瓦斯從鉆孔內(nèi)高速噴出，傷害現(xiàn)場(chǎng)施工人員，大量的瓦斯涌出造成巷道內(nèi)瓦斯超限，涌出的有毒有害氣體，嚴(yán)重危及現(xiàn)場(chǎng)施工人員生命安全。曾發(fā)生過的CO中毒涉險(xiǎn)事故中，就是由于鉆孔內(nèi)涌出的有毒有害氣體造成人員受傷。
02
研究?jī)?nèi)容
1.現(xiàn)狀分析
某煤礦瓦斯抽采鉆孔施工采用風(fēng)水聯(lián)動(dòng)混合排渣鉆進(jìn)施工工藝，孔口安裝防塵噴霧，但在鉆孔施工過程中，對(duì)施工人員風(fēng)水配比操作要求高，且在施工期間發(fā)生鉆孔噴孔及有毒有害氣體異常涌出時(shí)無法安全處置。
2.基本原理
礦用鉆孔施工防噴-降塵一體裝置在保證該裝置插接管深入煤壁并與鉆孔孔壁緊密接觸的前提下，可使鉆孔施工過程中出現(xiàn)噴孔及有害有毒氣體異常涌出時(shí)，在抽放系統(tǒng)的負(fù)壓抽采作用下經(jīng)裝置的集塵箱，被抽入抽采系統(tǒng)中，不會(huì)危及施工現(xiàn)場(chǎng)及鄰近地區(qū)的安全;鉆屑和粉塵在集塵箱內(nèi)經(jīng)多次碰撞后在重力和噴霧沖擊作用下流入排渣管，從排渣口處流出，有效地防止了粉塵逸散，隔擋了鉆屑的飛濺，大大改善施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境，保證現(xiàn)場(chǎng)施工安全。
3.裝置結(jié)構(gòu)
礦用鉆孔施工防噴-降塵一體裝置集防噴與降塵功能于一體，主要由插接管、集塵箱和抽排管組成，其中插接管為管徑Φ160mm、長(zhǎng)度為1m，材料為抗靜電阻燃材料;集塵箱采用3mm廢舊鐵皮加工而成，抽排管為Φ50mm的抽放軟管。
4.工藝流程
?、偈┕ゃ@孔時(shí)先采用Φ150mm鉆頭開孔，施工1m后將鉆桿拔出。
?、趯⒃撗b置的插接管插入孔內(nèi)，與煤壁緊密接觸，并用鐵絲將該裝置固定于鉆孔施工的巷幫上，然后與抽采系統(tǒng)低負(fù)壓管路和供水管路連接。
?、壅ｃ@孔施工時(shí)，將鉆頭更換為Φ113mm鉆頭，從后端密閉管插入，穿過集塵箱，從鉆孔插接管穿出進(jìn)入鉆孔。
④鉆孔施工期間，須開啟防噴裝置內(nèi)置噴霧，同時(shí)開啟與裝置相連的瓦斯抽采管上的閥門。
5.裝置特點(diǎn)
?、僦亓枯^輕，體積較小，便于井下攜帶、安裝。該裝置重量?jī)H有15kg，集塵箱尺寸僅為300mmx200mx300mm，適用于井下狹小空間。
?、诎踩禂?shù)高。裝置無需用電，鉆孔插接管和后端密閉管均采用抗靜電阻燃材料制作，使得裝置自身具有較高安全系數(shù)，屬于本質(zhì)安全型設(shè)備。
?、鄄僮鞣奖恪＜瘔m箱與鉆孔插接管、后端密閉管采用卡接和法蘭盤方式連接，待鉆孔插接管和后密閉管被鉆桿嚴(yán)重磨損后，可方便拆卸、更換。
?、苊苄院谩：蠖嗣荛]管后部(即正對(duì)鉆機(jī)側(cè))設(shè)有易于更換的、由橡膠材料制作的密封、耐磨裝置，有效地減少集塵箱內(nèi)粉塵及有毒有害氣體沿鉆桿向外泄露。
03
應(yīng)用效果
礦用鉆孔施工防噴-降塵一體裝置在某煤礦31016運(yùn)輸順槽現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，證實(shí)：該裝置具有防噴效果好、降塵效率高、安裝操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、井下施工方便、無需用電、穩(wěn)定可靠等優(yōu)越性，有效地治理了巷道施工瓦斯抽放孔過程出現(xiàn)的“噴孔”危害和粉塵災(zāi)害，大大改善了施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境;該裝置安全系數(shù)較高，保證了現(xiàn)場(chǎng)施工人員及設(shè)備安全，可不間斷的進(jìn)行施工，提高了鉆進(jìn)效率和鉆孔進(jìn)尺。
該裝置利用有效資源進(jìn)行改造加工，成本較低，而購(gòu)買類似功能設(shè)備最低價(jià)格為30000元/臺(tái)，根據(jù)該公司實(shí)際應(yīng)用情況，年節(jié)約成本14.75萬元。
04
推廣應(yīng)用前景
目前，該裝置已在某煤礦其它施工瓦斯抽放鉆孔的地點(diǎn)使用，均取得了良好的應(yīng)用效果，具有良好的推廣前景。
圖1 礦用鉆孔施工防噴-降塵一體裝置剖面示意圖
圖2 礦用鉆孔施工防噴-降塵一體裝置現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用示意圖
圖3 礦用鉆孔施工防噴-降塵一體裝置現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
