關(guān)于突出礦井底抽巷穿層鉆孔防噴裝置使用的探討與運(yùn)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(chǎn)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(diǎn)和難點(diǎn)，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(fēng)側(cè)巷道內(nèi)瓦斯不超過規(guī)定，在底抽巷穿層鉆孔的基礎(chǔ)上，自主創(chuàng)新、研發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備，經(jīng)過不斷的改進(jìn)，現(xiàn)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(shù)的攻關(guān)，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(shù)參考。

關(guān)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(dòng)作用或鉆孔周圍煤體的不穩(wěn)定，在較短時(shí)間內(nèi)從鉆孔中連續(xù)不斷的向外噴出大量的煤與瓦斯。鉆孔噴孔也可認(rèn)為是在鉆孔施工過程中出現(xiàn)的小型煤與瓦斯突出現(xiàn)象，噴孔現(xiàn)象主要發(fā)生在煤層松軟高地應(yīng)力的突出煤層鉆孔施工過程中。

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

1 防噴裝置的類型

基于穿層鉆孔施工期間噴孔的機(jī)理，現(xiàn)場(chǎng)如不采取有效的防噴措施，噴出的煤體與瓦斯會(huì)充填鉆場(chǎng)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(fù)壓分散治理噴孔與瓦斯，優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)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(guī)定；缺點(diǎn)：發(fā)生噴孔時(shí)，大量的瓦斯與煤體噴出易造成負(fù)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(fù)壓集中治理噴孔與瓦斯，在Ⅰ代防噴裝置原基礎(chǔ)上增設(shè)2次煤氣分離步驟，實(shí)現(xiàn)煤、瓦斯的隔絕治理。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)鉆孔施工過程中兩次集中進(jìn)行瓦斯與煤的分離工作，完全隔絕煤體與瓦斯，實(shí)現(xiàn)全隔離治理；缺點(diǎn)：發(fā)生噴孔時(shí)，大量的瓦斯與煤體噴出易造成負(fù)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(jìn)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(fù)壓集中治理噴孔與瓦斯，在Ⅱ代防噴裝置原基礎(chǔ)上增設(shè)噴孔緩沖氣囊，實(shí)現(xiàn)煤、瓦斯的隔絕治理及噴孔放壓管理。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)鉆孔施工過程中不僅實(shí)現(xiàn)進(jìn)行瓦斯與煤的分離工作，完全隔絕煤體與瓦斯，實(shí)現(xiàn)全隔離治理，氣囊的添加還實(shí)現(xiàn)了鉆孔噴孔壓力釋放的作用，避免了發(fā)生噴孔時(shí)，大量的瓦斯與煤體噴出易造成負(fù)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(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及運(yùn)用已經(jīng)得到了極大地認(rèn)可。

2 項(xiàng)目研究的目的與意義

自防噴裝置開始研發(fā)至完善共經(jīng)歷兩次大改造，實(shí)現(xiàn)了“流煤孔開放向密閉、煤粉分散向集中”的改進(jìn)理念，全面隔絕鉆孔與外部聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)噴孔、瓦斯的閉合式治理。

鉆孔施工防噴裝置技術(shù)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(jìn)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(duì)底抽巷穿層鉆孔施工具有革新式意義。

3 項(xiàng)目研究的主要內(nèi)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(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，隨著穿層鉆孔施工技術(shù)的一步步邁進(jìn)，瓦斯治理形式一步一步的嚴(yán)峻，老式技術(shù)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要，急需改進(jìn)及創(chuàng)新。

2015年云蓋山煤礦二礦組織人員在23302運(yùn)輸順槽底抽巷施工穿層鉆孔，在施工期間，抽放隊(duì)人員首先使用一代防噴裝置施工，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)問題的不斷暴露和施工人員的反饋，抽放隊(duì)技術(shù)人員在礦井的帶領(lǐng)下不斷創(chuàng)新與改進(jìn)，最終研制出第三代防噴裝置，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與后期使用，已完全滿足施工現(xiàn)場(chǎng)防噴需要。

施工期間技術(shù)要求：

（1）施工前，現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人員對(duì)負(fù)壓抽放管路進(jìn)行全面排查，在確認(rèn)管路連接可靠及管路負(fù)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(jìn)行緊固，防止抽放管路脫節(jié)造成瓦斯超限；

（3）鉆孔施工過程中必須堅(jiān)持“慢進(jìn)、多排”的原則，嚴(yán)防塌孔造成孔內(nèi)瓦斯積聚；

（4）鉆孔施工過程中出現(xiàn)塌孔造成鉆孔阻塞時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止鉆進(jìn)，同時(shí)進(jìn)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(yīng)隨時(shí)觀察孔內(nèi)瓦斯排放情況；

（6）發(fā)生噴孔時(shí)，應(yīng)立即停止施工，利用負(fù)壓進(jìn)行連抽，待壓力充分釋放后方可進(jìn)行處理。

4 研究成果效果評(píng)價(jià)

防噴裝置的研發(fā)，不僅為以后穿層鉆孔施工技術(shù)提供支持，而且為以后施工現(xiàn)場(chǎng)安全可靠提供保障，對(duì)穿層鉆孔施工具有深遠(yuǎn)的意義，使底抽巷穿層鉆孔施工管理又邁進(jìn)了一大步。

5 結(jié)論

突出礦井底抽巷穿層鉆孔施工噴孔現(xiàn)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(xiàn)象，必須摸清穿層鉆孔噴孔的機(jī)理、各方面的性質(zhì)及規(guī)律，根據(jù)云蓋山煤礦二礦底抽巷穿層鉆孔施工的實(shí)際情況，在礦井不斷的創(chuàng)新及改進(jìn)下，為穿層鉆孔施工提供了防噴經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，為以后穿層鉆孔施工打下了良好的基礎(chǔ)。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(xué)分析、大膽實(shí)踐、認(rèn)真總結(jié)、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(shè)施，同時(shí)也為兄弟礦井的提供了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，穿層鉆孔防噴裝置的探討、運(yùn)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(chuàng)新與改進(jìn)的基礎(chǔ)，應(yīng)用前景廣闊。

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