煤矿井下碎软煤层瓦斯抽采钻孔钻进工艺

碎软煤层在我国煤矿区分布广泛,具有瓦斯含量高、压力大、渗透率低等特征,在碎软煤层中钻进存在喷孔、塌孔、排渣不畅等问题,导致碎软煤层钻进困难、孔内事故频发,进而影响成孔深度和成孔率,造成瓦斯治理盲区;尤其是随着我国煤矿开采深度的增加,碎软煤层瓦斯抽采孔工作量和成孔难度不断增大。针对碎软煤层瓦斯抽采对钻孔施工需求,研究开发了高转速螺旋钻进工艺、中风压空气钻进工艺、气体定向钻进工艺等实用、经济的碎软煤层高效钻进技术,破解了碎软煤层钻孔排渣护孔、轨迹控制和高效成孔等方面难题,实现了碎软煤层钻孔在服役周期内的长效利用,相关技术在安徽、贵州、山西等地区成功推广应用,达到高效、精准抽采的目的,为矿井安全生产提供了技术保障。     

空气定向钻进智能多功能除尘车研制与应用

为解决碎软煤层空气定向钻进施工过程中粉尘污染、螺杆马达润滑不良、易发生孔内高温的问题,首次研制了一型空气定向钻进用智能多功能除尘车,开发了额定处理能力32 m³/min的湿式射流孔口除尘系统,解决了施工过程中的煤尘污染问题;研制了空气螺杆马达自动油雾润滑系统,实现了润滑介质的长距离输送和螺杆马达的持续润滑,保障了马达使用寿命;搭建了自动孔内应急降温系统,通过对孔口进风和孔内返风温度的实时监测与计算,系统可自动判断孔内温度异常,并自主采取降温措施,降低了钻孔施工过程中孔内火灾的发生风险;构建了压风监测预警系统,实现了对压风流量、压力和温度数据的实时监控和异常预警。空气定向钻进智能多功能除尘车的成功研制,解决了空气定向钻进施工中的关键问题,为碎软煤层空气定向钻进技术和“一孔两消”瓦斯治理模式的推广与应用奠定了装备基础。     

煤矿喷浆除尘集成装置的设计应用

煤矿生产过程中的多种工艺都涉及到水泥扬尘,成为煤矿矽肺病的肇因,且发病率呈逐年上升趋势。为此,凤凰山矿自行设计制作了半封闭式负压喷浆除尘集成装置,通过双级降尘,降低了作业地点的粉尘浓度,有效防治了职业病的发病率。     

复杂工况下顺煤层空气定向钻进应用研究

碎软煤层在我国煤炭资源中占比大,一般顺煤层钻孔成孔性差、成孔深度浅,而以空气作为冲洗介质的定向钻进工艺是解决碎软突出煤层钻进问题的有效方法。部分矿区受复杂工况影响,致使冲洗介质产生大量凝结水造成碎软煤层顺煤层空气定向钻进效率极低、甚至难以钻进的情况。因此,本文从井下碎软煤层空气定向钻进技术出发,对复杂工况下空气冲洗介质中凝结水形成机制以及空气钻进中凝结水对定向钻进作业的影响进行分析与研究,并通过改进冲洗介质管道装置解决了这一复杂工况下产生的钻进低效问题。该研究成果在西南某矿得以验证和应用,在使用改进工艺时空气螺杆马达在软煤顺层定向钻进的单班最大进尺达到51 m、单孔钻进最大平均速度达到34.5 m/班次,为相似工况下顺煤层钻孔施工提供了范例,对复杂工况下碎软煤层钻孔成孔研究有重要推进意义。     

煤矿井下碎软煤层定向钻进技术及应用

基于气动螺杆马达定向钻进技术及装备,根据青龙煤矿实际情况,对21601工作面钻场钻孔布置方案进行了设计,探讨了顺层定向长钻孔施工特点,现场试验结果表明,定向钻孔深度300 m以上的超过75%,最大深度达406 m,瓦斯抽采纯量是常规钻孔的10倍以上。收集整理了2014—2018年钻孔工程量、瓦斯抽采量、抽采率、瓦斯治理井巷工程量、甲烷超限次数、回采煤量、瓦斯利用量和瓦斯发电量等相关数据,利用软件Excel绘制参数变量随时间变化的柱状图,对比分析了常规钻孔和定向钻孔的瓦斯抽采效果,结果表明,定向钻孔抽采效率远优于常规钻孔,更能满足煤矿井下的实际需求。     

钻屑粒度分级除尘装置的研究

博士生导师俞启香教授和博士研究生郭立稳，集最新研究课题，论述了钻屑粒度分级除尘装置的研究目的和意义，简述了装置的主要功能特点，并对装置的结构及工作原理进步了分析，最后提出了对装置的改进意见。该装置已获准为实用新型专利，通过了工艺性试验。该项成果无疑对煤与瓦斯突出这一煤矿生产的重大自然灾害的控制，作出科学、经济、有效的预测，具有十分重要的现实意义。     

新型钻屑粒度分级除尘装置的研制

简述了一种新型钻屑粒度分级除尘装置研制的目的和意义，介绍了装置的结构及工作原理，并对该装置进行了试验分析。     

煤矿井下泡沫钻进用消泡工艺与装置

煤矿井下泡沫钻进技术是一种施工松软煤层顺层瓦斯抽采长钻孔的有效方法,具有诸多潜在技术优势,而配套的消泡工艺与装置是推广应用松软煤层泡沫钻进技术的关键。介绍了一种利用压缩空气作为动力介质、以贴壁射流作为单一动力源的井下钻进用消泡工艺方法,它将化学消泡、气体射流消泡和离心消泡3种技术手段融为一体,具有消泡迅速可靠的特点,其配套装置体积小、质量轻,移动搬迁方便,且无运动零部件和电气元件,满足煤矿井下钻进施工作业环境对防爆的要求,室内及现场试验取得了良好效果。     

煤矿井下碎软煤层旋转导向钻进技术

煤矿井下碎软煤层钻孔轨迹的定向可控对提高钻孔成孔率、减少抽采盲区、提高瓦斯抽采效果具有重要意义。旋转导向钻进工艺对于提高排渣效果、降低事故风险、提高钻进效率具有关键作用,因此实现碎软煤层钻孔旋转导向钻进是未来技术发展方向。分析并总结了目前石油钻井领域旋转导向钻进技术的特点和适用范围,结合碎软煤层钻孔特点,提出了基于内管控制的内控式旋转导向钻进技术思路。     

钻孔水射流综合除尘装置在“三软”煤层的应用

为了解决煤层瓦斯抽放钻孔施工期间煤尘问题,采用钻口密封、煤尘二级分离和去除技术捕获三软煤层钻进作业期间的扬尘。一级煤尘处理系统采用惯性、湿式除尘等综合技术分离大颗粒煤尘;微尘和瓦斯通过水射流引导进入二级除尘系统,在水射流作用下被二级除尘系统捕获。该技术装备现场应用后平均除尘率达到91%。结果表明水射流综合除尘技术在三软煤层钻进期间能较好的起到捕获煤尘的作用。     

地下矿山高溜井干雾降尘技术应用研究

针对地下矿山高溜井卸矿时冲击风流造成的车场粉尘污染问题,提出了利用干雾降尘分类治理主溜井卸矿坑集中产尘点和车场巷道逸散型产尘点粉尘污染的新技术,从微观上分析了干雾降尘的作用过程,并采用该技术对湖北三鑫金铜股份有限公司井下采区溜井系统-570 m卸矿车场粉尘进行治理。结果表明:该技术总尘降尘效率高达95.25%,呼尘降尘效率高达96%。从根本上解决了主溜井粉尘污染问题,极大改善了工人井下作业环境。该技术耗水、耗气、耗电量小,运行成本低且除尘效率高。     

煤矿除尘技术的研究与展望

矿尘是煤矿安全生产中必须要考虑的因素之一,可导致尘肺病或粉尘爆炸等重特大事故的发生,给一线工人、煤矿企业和国家带来不可估量的灾难和损失。对泡沫除尘技术和风幕除尘技术进行了整理和归纳。泡沫除尘技术的提出极大地改善了喷雾除尘的效率,之后不断研制出新型发泡剂、泡沫发生器以及将泡沫除尘的具体应用等,但是该技术的研究仍存在空缺,成本太高和抑制粉尘的扩散使其无法广泛应用,在对泡沫除尘的研究过程中,应继续考虑如何使其从源头上减少粉尘的产生,同时抑制粉尘的扩散。风幕隔尘集尘系统有抽出式和压入式系统2种结构,在控制风流时,可以达到隔断、引射风流的目的,并且可以对风流增阻。目前,矿井风幕的理论体系与评价指标尚未完善,未来研究开发在完善基础理论研究的同时,将控制噪声技术、节能环保意识与自身的性能相结合。     

碎软煤层干式定向钻孔控尘技术研究

针对目前碎软煤层干式定向钻孔产尘量大、粉尘扩散严重的问题,提出一种钻孔孔口非接触式控尘技术方案,设计并研制出集尘罩样机。对集尘罩与钻杆间隙宽度、密封装置气缝宽度、控尘气幕压力等影响控尘效果的工艺参数进行了试验研究,得到了最佳控尘效果的工艺参数。研究结果表明,当钻杆与集尘罩间隙宽度为2.0 mm、气缝宽度为0.2 mm、排渣气体压力为0.3 MPa、控尘气幕压力为0.5 MPa时,粉尘质量浓度由540 mg/m³降低到15 mg/m³,控尘效率达97.2%。现场应用结果表明,使用集尘罩后控尘效率达到98.3%,取得了较好的控尘效果。     

选煤除尘装置在永锦选煤厂的研究与应用

选煤设备精煤离心机卸料由于离心力作用带有很大的甩风,导致皮带转载点洒落精煤,精煤随气体洒落形成煤尘,影响环境质量,造成精煤损失。河南永锦选煤有限公司自主研发的新型选煤除尘装置能够对煤尘进行收集、过滤并继续利用,使用成本低,操作方便,除尘效果好,除尘效率高,降低精煤损失。     

古汉山矿选煤厂除尘系统的设计和应用

根据古汉山矿选煤厂的特点,为原煤的洗选、破碎、运输及筛分系统设计了一套除尘系统。该系统使用效果良好,为同类型选煤厂的除尘提供了参考。     

煤矿井下用机械式隔爆装置隔爆效果试验及结果分析

介绍了煤矿井下用机械式隔爆装置的结构组成及工作原理,利用模拟试验巷道和XC-G0110爆炸综合测试系统,分别在未安装隔爆装置、安装1台隔爆装置和安装2台隔爆装置的情况下,考察了瓦斯煤尘爆炸压力及火焰的传播情况,得出3种情况下隔爆效果的比较结果。试验结果表明,当安装2套隔爆装置时,爆炸火焰未超过隔爆装置后13 m,爆炸压力峰值衰减达到73%,能有效隔绝瓦斯煤尘爆炸火焰的传播。分析了隔爆效果存在差异的原因,可为该装置在煤矿井下正确安装使用提供指导。     

大型矿用挖掘机通风除尘装置的设计研究

大型矿用挖掘机的通风除尘装置的功能是过滤从室外送入机棚内空气中所含粉尘,用清洁的冷空气排除机棚内各机构和电气柜中产生的热量。本文从设计挖掘机通风除尘装置的考虑因素入手、深入研究带有自洁性滤筒式除尘器的工作原理、除尘方式等,确定合理的通风除尘装置设计方案。与采用传统的惰性除尘相比,滤筒式除尘器有效解决了机棚粉尘问题,并成功应用于WK系列大型挖掘机中。     

KCS型矿用湿式除尘装置与掘进机的配套使用

综掘工作面粉尘过多,井下作业环境恶劣,安全隐患多,对综掘工作面粉尘的管理和控制已成为鲁西矿急需解决的问题。KCS型矿用湿式除尘装置与掘进机的配套使用彻底解决了这一难题。     

深部“三软”不稳定煤层煤巷矿压监测及显现规律技术研究

深部三软不稳定煤层巷道围岩岩性软弱且围岩应力高,掘出后自稳时间短、来压快,巷道初始变形速度快。通过对巷道进行矿压监测,一方面可以及时预报巷道围岩险情,防止事故发生;另一方面可以掌握围岩力学形态的变化和显现规律,评价围岩和支护的稳定性、安全性,用以验证、修改支护参数。