關(guān)于召開(kāi) 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫(kù)科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

煤礦井下施工穿層抽放鉆孔過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)鉆孔噴孔現(xiàn)象，煤、瓦斯從鉆孔內(nèi)高速噴出，大量瓦斯涌出造成瓦斯超限報(bào)警，危害礦井安全生產(chǎn)，鉆孔無(wú)法正常施工。如何確保鉆孔按設(shè)計(jì)要求施工到位，且安全防止鉆孔噴孔，這是關(guān)系著怎樣提高單班鉆進(jìn)進(jìn)尺和作業(yè)安全的問(wèn)題。為徹底解決此問(wèn)題，我們通過(guò)在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不斷的研究和改進(jìn)，研究成功該打鉆防噴裝置。

1.主要研究?jī)?nèi)容

（1）瓦斯抽采鉆孔密封機(jī)理的研究

包括鉆孔周圍應(yīng)力場(chǎng)和瓦斯流動(dòng)場(chǎng)的分布規(guī)律、鉆孔裂隙場(chǎng)分布規(guī)律、鉆孔密封段位置的合理選擇等。

（2）瓦斯抽采鉆孔密封材料的研究。

（3）現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)及效果考査。

2.技術(shù)原理

打鉆噴孔是在鉆孔中發(fā)生的動(dòng)力現(xiàn)象，主要是由高壓瓦斯、應(yīng)力集中和軟煤層存在三個(gè)因素綜合作用的結(jié)果。煤具有瓦斯含量大、瓦斯解吸快、強(qiáng)度低等特點(diǎn)時(shí)，當(dāng)鉆孔進(jìn)入煤層時(shí)，對(duì)軟煤產(chǎn)生一種沖擊和破碎力，這種力使煤體破裂。破裂后的煤體立即產(chǎn)生解吸，快速的解吸使流入鉆孔中的瓦斯增加幾倍到十幾倍。鉆孔的前方大量瓦斯涌出，使鉆孔前方與后方出現(xiàn)較大的瓦斯梯度，因而出現(xiàn)較明顯的瓦斯流，承壓的瓦斯激流對(duì)破碎的煤顆粒起著邊運(yùn)輸邊粉化的作用。由于鉆孔孔徑小，瓦斯和粉化了的煤體難以順利地向孔外排出，進(jìn)一步增加了鉆孔內(nèi)外的瓦斯壓力梯度，導(dǎo)致這種涌出變成爆發(fā)性的孔口外流，形成噴孔。

噴孔時(shí)如不采取有效措施，則噴出的瓦斯及煤粉直接進(jìn)入巷道，危害人員安全并可能造成瓦斯事故。安設(shè)防噴孔裝置后，孔內(nèi)噴出的瓦斯及煤粉流入防噴孔裝置內(nèi)，鉆孔對(duì)面由于膠圈相對(duì)密封，可以有效置抑制孔內(nèi)噴出的瓦斯、煤渣直接進(jìn)入巷道。瓦斯經(jīng)過(guò)緩沖和分離后，通過(guò)抽采軟管進(jìn)入防噴抽采管內(nèi)進(jìn)行抽放。煤渣由三通排渣裝置分流到兩側(cè)高強(qiáng)度軟質(zhì)儲(chǔ)煤快速排渣裝置內(nèi)。防止煤粉進(jìn)入巷道內(nèi)造成瓦斯超限，待噴孔穩(wěn)定后按措施要求清理煤粉，最終達(dá)到防噴孔作用。

三、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

1.孔口抽采旁通。主是作用是在鉆孔施工透煤、起鉆過(guò)程中及施工完畢后保持鉆孔連續(xù)抽采；鉆孔施工完畢后及時(shí)安裝裝置后端的悶板，能有效防止延期噴孔。

2.煤氣離裝置。防止煤粉直接進(jìn)入抽采主干管。使煤氣分離，凈化抽采系統(tǒng)，確保抽采系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)高負(fù)壓連續(xù)可靠抽采。

3.孔口多通裝置是系統(tǒng)的核心裝置，發(fā)生噴孔時(shí)煤與瓦斯通過(guò)該裝置沿各自通道流走，以及正常的鉆機(jī)進(jìn)尺和孔內(nèi)降塵。

4.可伸縮高強(qiáng)度連接裝置是解決瞬間噴孔時(shí)煤與瓦斯快速流動(dòng)通道，上孔多通內(nèi)噴出的煤粉迅速到達(dá)“三通”排渣裝置，防止多通堵塞。

5.“三通”排渣裝置：當(dāng)瞬間噴孔時(shí)煤粉通過(guò)“三通”能夠迅速向兩側(cè)分流，進(jìn)入到軟質(zhì)儲(chǔ)煤快速排渣裝置。

6.高強(qiáng)度軟質(zhì)儲(chǔ)煤快速排渣裝置：儲(chǔ)存噴孔時(shí)的煤粉，防止煤粉進(jìn)入巷道內(nèi)造成瓦斯超限，待噴孔穩(wěn)定后按措施要求清理煤粉。

7.瓦斯抽采裝置：及時(shí)將軟質(zhì)儲(chǔ)煤快速排渣裝置內(nèi)的高濃瓦斯抽走，防止瓦斯溢出造成超限。

四、應(yīng)用效果和推廣前景

1.打鉆時(shí)實(shí)現(xiàn)了邊打邊抽，也能及時(shí)將氣水分離器內(nèi)的高濃度瓦斯抽走，防止瓦斯溢出造成超限報(bào)警。

2.打鉆防噴裝置可以有效防止水與煤渣直接進(jìn)入到抽采管路，使煤、氣分離，凈化抽采系統(tǒng)，確保抽采系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)高負(fù)壓連續(xù)可靠抽采。

3.有效防治了孔內(nèi)瓦斯、煤渣因噴孔而造成人員受傷和瓦斯超限，確保礦井安全生產(chǎn)。

4.打鉆防噴裝置適用于頂（底）板巷、石門揭煤和千米鉆孔施工。該技術(shù)可在類似條件的礦井中推廣應(yīng)用。

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