关于高瓦斯矿井煤层顺层孔打钻防尘以及防瓦斯装置的探讨

裴胜强

摘 要：本文对高瓦斯矿井预抽瓦斯过程中，为防止煤尘和瓦斯，结合生产条件制定了几个方案，并对其优缺点进行了阐述，指导了高瓦斯矿井煤层顺层孔打钻防尘防瓦斯的工作。

面对高瓦斯矿井首要的任务是防瓦斯，而防瓦斯最直接的方法就是预抽瓦斯，把瓦斯从游离状态调整为具有一种有序向同一个方向运动的运动规律。只有这样才能做到高瓦斯矿井低瓦斯开采的要求。

对于已形成采掘工作面，而对采掘工作面首要的任务是打顺层孔进行预抽瓦斯，根据设计要求一般是按照煤层三要素设计的，煤层倾角比较小，然后根据自己本矿的要求来设计。一般情况下回采工作面比较宽，瓦斯比较大，倾角比较小的情况下，这就给防突工作带来了非常大的麻烦。主要表现在以下方面：

（1）由于钻孔设计距离比较长，孔内瓦斯压力大，导致钻机卡钻，并出现持续喷空现象持续。

（2）因设计倾角比较小，反渣困难，容易使孔内堵住，导致钻杆不能旋转，退进都不能实现。

（3）瓦斯比较大，且喷孔现象严重，容易使巷道内瓦斯超限，给工作和生产带来严重的影响。

（4）孔内的钻杆由于和钻渣不断地摩擦，使得钻杆的连接处容易打滑，造成钻杆掉在孔内，给生产周期造成影响和材料造成过多的浪费。

面对工作中遇到的种种问题和现场的实际情况，结合我矿的实际情况，对几种防尘防瓦斯装置进行一下的探讨，并对它们各自的优缺点进行一些的介绍，结合实际情况和运用效果来验证。

1 方案一

方案1：如图所示，是由一个正方形铁制容器，外加108的两根套管，一套法兰堵盘，两个喷雾，一个瓦斯抽放接头，方形铁丝网片，渣水出口所组成的防尘防瓦斯的装置。它是是将除尘与抽瓦斯集中在一个容器中，而用铁丝网将岩粉和煤尘有效地隔开，做到瓦斯与岩粉和煤尘隔开的效果，有利于抽瓦斯时煤尘不能进入抽放管而堵塞抽放管。造成瓦斯不能及时抽放到管内，使得巷道内的瓦斯超限。同时用法兰盘堵住孔口也能有效的降低煤尘与瓦斯的喷出，最大限度的将煤尘吸收在正方形容器内。用喷雾降尘后的煤渣通过楔形的铁皮槽从排渣口顺利的流出，减少了人员不定期的清理正方形内的煤渣，有效地降低的煤渣的堆积。

从上面的排渣装置功能来看有以几方面的优点和缺点；

优点：（1）将瓦斯和煤渣同时收集到一个体积比较大的容体内，有利于喷雾对煤尘最大限度的吸收，降低瓦斯喷出来时的强度，能很好地接收煤与瓦斯连续喷出时的煤与瓦斯。

（2）运用铁丝网很好的隔开了抽放瓦斯时煤尘进入抽放管而堵塞管道。

（3）将煤渣运用楔形的流出方式，减少了人员劳动。

缺点：（1）当瓦斯和煤尘喷出来时自身就受瓦斯压力的影响有一点的动能，而正方形体积比较大，喷出来是向四周运动不能很好的缓冲一定的动能，很有可能煤尘和瓦斯继续向孔口运动，进而堵塞孔口，瓦斯释放到巷道内。

（2）当开始抽瓦斯之时，两个喷雾打开，有一定的水雾将会被抽放负压抽走，最终流入道抽放瓦斯管路中，导致抽放瓦斯效果比较差。同时抽放时煤尘将会吸附在铁丝网上，从而堵塞铁丝网，是的瓦斯不能及时的抽放到管路中。

（3）正方形容器有限，煤与瓦斯还处于一种混合状态，还是不能有效地把煤尘与瓦斯隔离开来，

2 方案二

如图2所示，该装置主要有两个铁制椭圆形外加一个滤渣排水方形槽等材料组成的，主要有三个装置组成：排渣装置，抽瓦斯装置，蓄水排渣装置三部分组成。该装置运用球形解决了排渣和瓦斯与煤尘喷出时有相当大动能的问题，当煤尘与瓦斯从孔口喷出时，它积聚了很大的能量，遇到空间比较大时，向外释放能量，空中悬浮的煤尘粒子以一定的动能撞击到球形表面，力的方向发生改变，同时动能也发生改变。在经过1位置，1是由圆形喷雾组成的圆环形喷雾，很大程度上已经对减小了煤尘与瓦斯压力的冲量。2位置是由两组法兰盘与两个半圆形焊接而成的接口，这样容易组合和拆卸。煤尘与瓦斯经过圆环形水雾后，又经过球阀喷雾的降尘，大量的煤渣从底部的出口处流入到蓄水排渣装置中，没有被除尽的又经过两个椭圆形的接口处阻止了一些煤尘进入抽瓦斯装置。抽瓦斯装置很好的抽取了大量的瓦斯，同时将一部分水过滤到椭圆形底部，从而流入到蓄水排渣装置。当抽瓦斯装置中还是有煤尘也可以在抽瓦斯装置中加一个球阀喷雾。

此装置的优点和缺点：

优点：（1）此装置有效地将煤尘和瓦斯隔离开来，从而逐步吸收，并利用两个椭圆形的装置减小了瓦斯喷出时的压力。

（2）该装置又孔口堵盘外加椭圆联结接口总共四个收缩接口，很大程度上保证了瓦斯喷出和煤尘向外释放。同时在孔口有一斜口装置，防止水通过钻杆倒流入孔内。

（3）蓄水排渣装置有效地将渣与水分开，做到了水渣各处理的原则。

缺点：（1）第一个较大椭圆形装置容积比较小，当遇到大量煤尘喷出时，不能及时排出，可能影响进钻效果。

（2）在孔口有一斜口装置可能导致有一定的瓦斯喷出，对此可以根据实际效果来看是否需要对此处理。

3 方案三

如图所示，该装置可以说是前两种装置的结合，解决了容量问题和将煤尘与瓦斯隔离开，分步处理的原理。原理大致也前面的相同，优缺点可以是前两种装置优缺点的补充。这里就不多介绍了。下面介绍一种与前面原理截然不同的一种装置。

4 方案四

如图所示，此套装置主要通过负压来带动整个装置的运行，这就对气密性和负压的要求很高了，原理是通过煤尘与瓦斯喷出时自身的动能进入到排渣箱中，箱中有一定的压力，驱使向外流动，进入到第二个箱中，在第二个箱中负压出主导地位，一方面有负压的作用力，一方面有孔口的瓦斯和煤尘的压力，促使整个循环能够运作起来。

对此对该装置的优缺点进行描述：

优点：（1）受化学试验中仪器的启发，制成类似于长颈漏斗，反应瓶。将煤尘与瓦斯一一出去。

（2）瓦斯通過第二个容器时，很好的将瓦斯吸收。

缺点：（1）负压可能不好处理，排渣的过程同样也影响效果。

（2）两个装置的排水和处理水可能会在实践当中遇到一定的问题。

5 总结

通过在我矿本煤层打钻瓦斯抽放中，使用了很多防尘降尘装置，而他们却在一次次试验中效果不明显。在使用过的过程中一直在现场去监督。无数次的去现场寻找答案，怎样去防尘？煤尘和瓦斯喷孔是固然的，这是现象，怎样能减小，这个做不到。只有有效地降低瓦斯与煤尘喷入巷道，怎样降低啦？那就是让它喷，来多少，吸受多少。同时也要根据现场情况结合，对装置进行改进，尽可能的吸收瓦斯和降低煤尘，防止瓦斯喷出，造成巷道内瓦斯超限。