煤层钻孔风力排粉水射流负压引射除尘装置的设计与应用

针对煤矿井下瓦斯抽采钻孔风力排粉施工过程中产生大量的粉尘问题,研究了钻孔孔口积尘、捕尘、消尘方法,引入中压水射流引射除尘技术,运用水射流负压理论、引射理论、射流泵理论,设计并制作了钻孔孔口除尘装置,在多个煤矿井下钻孔进行应用,结果表明全尘除尘率达80%以上,呼吸性粉尘除尘率达90%以上,可以显著地降低煤层钻孔风力排粉过程中产生的粉尘污染。     

瓦斯抽采钻孔孔口风水射流除尘装备优化设计

为了提高瓦斯抽采钻孔孔口除尘装置的除尘效率,本文对国内外多种瓦斯抽采钻孔孔口除尘装置进行了分析和研究,提出了风水射流负压除尘装置的总体设计方案,对风水射流负压除尘器尺寸进行了优化设计,制作出了风水射流负压除尘器三维模型图。在不同粉尘浓度下,对风水射流负压除尘装置进行了实验室实验,得出了风水射流负压除尘装最佳的水压、风压参数及风水压比。研究结果表明:此套除尘设备的除尘效率可以有效提高。     

瓦斯抽采钻孔集成除尘系统设计与应用

 本文针对平顶山矿区突出煤矿井下瓦斯抽采钻孔工程量大,钻孔施工过程中产尘量大、除尘难度大的特点,系统分析了当前国内外孔口除尘技术研究现状,在现场实测研究钻孔施工过程中粉尘扩散、流动、沉降规律的基础上,开发设计高效钻孔孔口集成除尘装置,对进一步降低瓦斯抽采钻孔粉尘危害进行了探索。     

基于压气控尘-环缝引射技术的钻孔干式除尘装置研究

针对目前煤矿井下碎软煤层瓦斯抽采钻孔采用空气复合定向钻进技术存在控尘及除尘难的问题,提出了1种孔口压气控尘、环缝引射干式除尘的新技术,并采用试验、数值模拟等方法对钻孔压气控尘结构和参数、除尘器动力部件及分级除尘技术进行研究。研究结果表明:当钻孔排渣压力为0.3 MPa,控尘压力为0.5 MPa时,控尘效率达99.61%;旋风除尘装置的过效率达到了92.9%以上,阻力≤620 Pa;布袋除尘器过滤风速在1.1 m/s时,除尘效率达99.95%;现场应用效果表明,在碎软煤层定向钻孔施工过程中,周围1 m内的粉尘降尘达99.3%以上。     

煤矿井下负压抽吸分级净化除尘装置应用研究北大核心

针对碎软煤层空气定向钻进过程中煤尘具有产生量大、流速快和瓦斯含量高的特性,基于负压抽吸惯性干式除尘原理,设计了一种适用于煤矿井下碎软煤层空气定向钻进的负压抽吸分级净化除尘装置;装置主要由孔口集尘器、一级除尘器、二级除尘器、除尘布袋和配套管路等组成;孔口集尘器收集钻进过程中孔口返出煤渣和含瓦斯气体;一级除尘器分离中等、大颗粒煤渣,除尘布袋收集中等颗粒煤渣并向外排出非瓦斯气体;二级除尘器利用井下瓦斯抽采负压主动抽吸含瓦斯气体,小颗粒煤渣由二级除尘器安装的空滤进行过滤。在青龙煤矿碎软煤层瓦斯抽采钻孔施工中进行了应用试验,完成9个空气定向长钻孔孔口煤尘的降尘作业,孔口集尘器密封良好,煤尘和瓦斯无外泄现象,钻场降尘效率在96%以上,有效改善了施工现场的作业环境;同时,降尘过程中不需要使用水,煤渣清理方便、快捷,节约水资源。     

基于水射流引射与干雾降尘技术的新型孔口除尘装置研发

为有效控制煤矿井下干式钻孔作业的粉尘污染问题,在分析干式钻孔产尘扩散特性的基础上,结合水射流负压引射与干雾降尘技术优势,设计研发了新型干式钻孔孔口除尘装置。通过理论分析与实验室试验研究了该装置各组件的具体结构和主要性能参数,并在杨柳煤矿顺层孔钻场开展了现场试验,实测了该装置的除尘效果。结果表明:新型孔口除尘装置由孔口集尘装置、水射流负压引射装置、干雾降尘装置三部分组成,分别具备尘源密闭、抽吸粉尘、捕集外溢粉尘等功能。水射流负压引射装置的工作水流量、抽吸量及引射系数均随工作水压的增大呈线性增大。气压0.70 MPa、水压0.18 MPa为单个干雾喷头的最佳工况参数,当干雾发生器挂载15个干雾喷头、干雾降尘装置距孔口1.2 m时,可实现对孔口全部漏尘点的雾场覆盖。新型孔口除尘装置现场应用后,钻机下风侧6 m和20m的全尘除尘率分别达到了88.9%和87.5%,取得了显著的除尘效果。     

气动孔口除尘器的实验研究

针对煤矿井下钻孔工作面粉尘难以治理的实际现状,提出了气动孔口除尘器技术,并对气动孔口除尘器的工作原理进行了介绍。设计了孔口除尘器的节能实验方案,在保证压气参数不变的情况下,分别进行了无旋流器无喷淋、无旋流器加喷淋、有旋流器无喷淋和有旋流器加喷淋4种工况的引射性能实验,得出了进口静压、引射风量、引射比、噪声及耗水量随着压气压力的变化情况。除尘实验表明:在压气参数为0.3 MPa的工况下,无旋流器和有旋流器2种结构除尘器的除尘效率分别达到了97.6%和98.5%,均体现了很好的除尘效果。     

矿用井下钻孔全封闭多级除尘装置研制与应用

针对煤矿瓦斯抽采钻孔施工过程中粉尘浓度大,污染工作环境和危害人员健康等问题,基于对现有钻孔除尘技术的研究,研制出一种矿用井下钻孔全封闭多级除尘装置。现场试验结果表明:全尘除尘效率为91.67%以上,呼吸性粉尘除尘效率为90.07%以上;该除尘装置具有除尘效果明显、密封性好、粉尘清灰方便、移动方便等优点。     

复杂松软煤层中风压钻进工艺技术

针对在祁南煤矿松软煤层中施工顺煤层瓦斯抽放钻孔较难的现状,采用ZDY-3200L型钻机等配套设备进行了中风压钻进工艺技术试验,并配套使用了自制的孔口除尘、瓦斯、集渣一体化装置,采用上述措施后,施工钻孔的平均孔深达到了127.9m,瓦斯抽放体积分数达到了30%～40%,并有效解决了钻进中的粉尘问题。     

通用型防止打钻瓦斯及粉尘超限装置

为解决易喷孔煤层钻进期间瓦斯、粉尘超限难题,提出收集式防喷孔装置和射流泵除尘技术融合概念;将风水射流除尘器纳入喷雾降尘式气尘分离箱中,利用风水射流除尘器工作时产生的孔口负压、高速雾状水流,增强气尘分离箱收集瓦斯能力、除尘效率;以此形成一款兼具防喷孔、除尘功能的通用型打钻防护装置,有效保障了防突打钻安全施工。     

新型孔口除尘器研究及应用

针对目前矿井干式打钻时粉尘浓度严重超标,严重威胁施工人员职业健康和矿井安全生产问题,研究开发了新型的孔口除尘器。该产品采用水环真空泵做动力,处理气体不受瓦斯浓度的限制,负载能力强,集多种除尘原理于一体,操作简便,易于维护。通过实验室试验研究和现场工业性试验证明,除尘效率在90%以上,大大的减少了打钻时产生的粉尘,对保障煤矿工人的职业健康和矿井安全生产将起到非常积极的作用。     

气动孔口除尘系统在龙滩煤矿的应用

针对龙滩煤矿干式钻孔粉尘污染问题,应用了气动湿式孔口除尘技术。文章介绍了该系统的组成及主要特性,并对该系统在龙滩煤矿的现场应用及降尘效果进行了考察,降尘效率均在97%以上。该系统在龙滩煤矿的成功应用为治理煤矿井下干式钻孔粉尘污染问题提供了技术支撑,为煤矿工人的职业健康和煤矿的安全生产提供了有利的保障。     

孔口除尘系统在李子垭煤矿的应用

通过对钻孔防尘现状及存在问题分析的基础上,介绍了一套新型的孔口降尘系统,该套系统通过在李子垭煤矿的现场应用和考察,有效抑制了干式钻孔的粉尘污染问题,大大改善工人的工作环境,为大力推广干式钻孔奠定了基础。     

穿层钻孔水力化卸压增透技术

低透气性煤层瓦斯抽采是我国矿井瓦斯治理的瓶颈所在。近年来水力射流技术在矿井石门揭煤、底板巷消除地应力方面有了很大的发展,因此,开展水力射流技术在本煤层强化瓦斯抽采方面的研究具有重要意义。采用水力射流扩大钻孔的直接影响范围,通过对扰动煤体的体积、表面积、单孔瓦斯抽采量、钻孔影响半径的考察,对比分析了水力射流技术和钻孔抽采技术的数据,得出钻孔直径增大11.7～19.2倍,扰动煤体体积提高3 471～6 971倍;钻孔瓦斯衰减周期延长了7～10倍;单孔抽采效果提高6～8倍。     

液动潜孔锤钻进技术在潘一煤矿井下穿层钻孔中的应用

以穿层钻孔方式进行松软煤层瓦斯预抽采极大地克服了松软煤层瓦斯治理难的问题,然而部分矿区煤层顶(底)板岩石坚硬,影响了钻孔施工效率。结合地质岩心钻探的优势,将液动潜孔锤与高强PDC钻头结合应用于煤矿井下穿层瓦斯抽采孔施工中。淮南潘一煤矿现场试验表明,该工艺方法较传统回转钻进方法,钻进效率提高了83%,钻头进尺寿命提高近5倍,具有良好的经济性能。采用清水为冲洗介质,无粉尘污染,噪声污染小,较为适合空间狭小的煤矿井下巷道施工。     

正令矿干式钻孔粉尘特性的测定与模拟

为更好地研究瓦斯抽采钻孔时带来的粉尘污染问题和粉尘爆炸问题,对正令矿主要可采的C15煤层进行干式钻孔粉尘特性测定。结果表明:干式打钻在不采取任何防尘的措施下,能产生高达355 mg/m3全粉尘质量浓度值和105 mg/m3的呼吸性粉尘质量浓度值的粉尘,粉尘质量浓度受风流和孔口位置影响较明显,并且产尘强度的大小与煤层的硬度成反比。     

高抽巷内上向钻孔抽采邻近层瓦斯的试验研究

为提高近距离煤层群下保护层开采上部邻近煤层卸压瓦斯抽采效果,减小工作面瓦斯涌出量,应用高抽巷巷内布置的上向钻孔抽采邻近煤层卸压瓦斯。探讨了该方法的原理和相关工艺,并在贵州盘江精煤股份有限公司金佳矿进行了试验。结果表明,高抽巷巷内布置的上向钻孔能够有效地抽采上部煤层的卸压瓦斯,提高抽采效果;在下保护层工作面开采早期,上向钻孔抽采瓦斯量小且浓度较低,中期抽采效果好,后期抽采效果逐渐变差。     

软煤顺层瓦斯抽采钻封孔新工艺研究

以顺层软煤瓦斯抽采钻孔为研究对象,设计了一套新的封隔一体化封孔工艺,基于煤层抽采钻孔应力及注浆渗透率变化规律,分析计算了灌浆槽的位置。以钻孔抽采瓦斯的基本原理为基础,通过对五轮山软岩煤矿进行抽采实验,对比分析了运用传统封孔工艺和封隔一体化封孔工艺钻孔抽取瓦斯的效果,证明新工艺能有效提高瓦斯抽采浓度。     

超短半径水平孔钻具及导向器的应用研究

高压水射流径向水平孔钻进技术是水平孔施工技术之一,它是在垂直瓦斯抽放或煤层气勘探钻孔布置机械或水力扩孔装置,对准选定的煤层部位进行扩孔。扩孔后下入特制的转向工具在300 mm的曲率半径内实现由垂直转向水平。该技术可以使用同一垂直钻孔,在不同煤层内完成多个水平钻孔。这些径向水平钻孔的形成,沟通了新的瓦斯流动通道,从而大幅度提高瓦斯抽放效率。     

单一特厚煤层瓦斯有效抽放半径测定

介绍了瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测试方法,并通过采用钻孔测试法以瓦斯压力p及钻孔瓦斯浓度η为考察指标来确定亭南煤矿某一直径钻孔的有效瓦斯抽放半径。经过现场考察及对测定数据的分析,最终确定亭南煤矿4#煤层抽放钻孔的有效抽放半径及抽放时间,为煤矿的瓦斯抽放钻孔的合理布置提供了依据。