探析鉆孔除塵通風(fēng)技術(shù)

王志心

摘要：隨著礦井向深部開采，瓦斯問題也就成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸，面臨的消突工作也就日益加劇。在煤礦井下施工區(qū)域瓦斯防突措施和地質(zhì)探測(cè)鉆孔過程中，孔口會(huì)產(chǎn)生大量煤巖塵，粉塵濃度達(dá)到一定比例時(shí)嚴(yán)重威脅礦井安全生產(chǎn)、同時(shí)危害職工的身體健康，迄今為止，如何高效地解決打鉆時(shí)產(chǎn)生的煤巖塵，一直是個(gè)有待解決的問題，也是施工中的一個(gè)難題。鉆孔除塵通風(fēng)技術(shù)的研究與應(yīng)用很好的解決了這一問題。

關(guān)鍵詞：鉆孔；除塵；技術(shù)

礦井正產(chǎn)生產(chǎn)過程中，需要進(jìn)行區(qū)域瓦斯防突措施、探測(cè)煤層賦存狀況、探放水等工作，及進(jìn)行相應(yīng)的鉆孔施工工作。但迄今為止，如何高效地解決打鉆時(shí)產(chǎn)生的煤巖塵，一直是個(gè)有待解決的問題，在鉆孔施工過程中，排粉方式可分為水排粉和風(fēng)排粉兩類。水排粉具有不會(huì)造成煤塵飛揚(yáng)和堆積冷卻效果好、鉆頭不易損壞、可以軟化巖層、降低巖石硬度、便于轉(zhuǎn)進(jìn)可以杜絕鉆孔著火等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)這種方式也存在著一定的缺點(diǎn)，鉆進(jìn)速度慢、巖石見水膨脹、易造成鉆孔塌孔和堵孔、將操作人員服裝弄濕影響操作等。我們?cè)诿簩鱼@進(jìn)期間則常常采用風(fēng)排粉的方式，風(fēng)排粉具有鉆進(jìn)速度快，易于將鉆孔中的粉塵排凈、確保鉆孔順暢、不會(huì)弄濕操作人員服裝、確保操作人員正常安全操作鉆孔成孔率高，一般不會(huì)出現(xiàn)塌孔和堵孔等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)則是粉塵大，影響環(huán)境。

1 除塵器的產(chǎn)生

為了解決鉆機(jī)鉆進(jìn)期間產(chǎn)生的粉塵問題，在作業(yè)地點(diǎn)施工過程中，先后采取了改變排粉方式、在鉆孔口出使用設(shè)備噴霧、設(shè)置水幕等多種方法。但將成效果不好，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施進(jìn)行考察和仔細(xì)的分析與試驗(yàn)，終于成功制造出了除塵器很好的解決了這一問題。

2 螺旋箱體除塵器

2.1 結(jié)構(gòu)

除塵器由除塵管、降塵器組成。除塵管由除塵管、導(dǎo)管構(gòu)成；降塵器由密閉箱、水箱等部分組成。

2.2 除塵管

除塵管用三寸鋼管加工，長(zhǎng)度約1米，在外端0.2米處焊接排粉岔口，最外端管口處可焊接法蘭盤，用廢舊皮帶剪成圓形，在中心留一與鉆桿相同直徑圓洞，在周圍打孔與法蘭盤用螺栓擰在一起封嚴(yán)孔口，以防漏風(fēng)。在排粉口連接四寸埋線軟管通至降塵器。

2.3 降塵器

降塵器由密閉箱及水箱組成，用3mm厚鋼板制成，密閉箱為圓形，下連接漏斗，漏斗下端口安裝擋塵板；密閉箱與水箱用鋼管相連，水箱內(nèi)加裝擴(kuò)散器，用于降塵。

2.4 工作原理及使用方法

鉆孔施工時(shí)，鉆屑由孔底排出，經(jīng)除塵管——埋線軟管進(jìn)入密閉箱，由于密閉箱進(jìn)氣管是偏心地焊接在一側(cè)，鉆屑在沿圓桶壁旋轉(zhuǎn)一周后大部分落在箱體下部即漏斗中，當(dāng)漏斗中鉆屑積存到一定程度時(shí)，依靠手柄自重堵在漏斗口的擋塵板便會(huì)自動(dòng)打開，放出鉆屑，隨之關(guān)閉；剩下細(xì)小粉塵在壓風(fēng)的作用下順導(dǎo)塵管經(jīng)擴(kuò)散器進(jìn)入水箱，經(jīng)水的過濾作用氣體從上方排出，而粉塵顆粒則沉在水中，當(dāng)水渾濁時(shí)，打開水箱下方放水閥放出污水，從上方補(bǔ)充凈水。

3 霧化水除塵器

3.1 結(jié)構(gòu)

除塵器主要由除塵套管、霧化水噴頭等組成（見右圖）。

3.2 工作原理及使用方法

工作原理：平地靜壓水（工作壓力≥3Mpa）或者動(dòng)壓水通過除塵套管里面的噴嘴時(shí)，水流被霧化成細(xì)微的小水滴及霧氣。當(dāng)鉆屑被風(fēng)排至噴嘴下風(fēng)側(cè)時(shí)，噴嘴噴出的水滴與鉆屑接觸后，霧化的水滴將鉆屑粘結(jié)在一起，塵粒被濕潤，然后下排至沉淀池，而降低空氣中粉塵的濃度。

使用方法：（1）用Φ113mm鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔，然后將除塵套管近孔端下進(jìn)擴(kuò)孔位置，鉆孔內(nèi)壁和除塵套管之間的空隙采用編織袋或者黃土封堵，防止套管遠(yuǎn)孔端處漏風(fēng)；同時(shí)利用皮帶或者其它耐用柔性材料切割成內(nèi)、外徑適中的擋塵墊，用螺栓把擋塵墊固定在除塵套管法蘭盤上，防止鳳排鉆粉時(shí)鉆粉從除塵套管末端噴出。（2）將井下的高壓水管接到噴嘴上，鉆機(jī)正常鉆進(jìn)風(fēng)排粉期間，鉆屑通過鉆桿和鉆孔內(nèi)壁的通道進(jìn)入到除塵器內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)霧化水與鉆屑充分混合起到降塵效果。（3）采用埋線膠管與除塵器的出口連接，將混合后的煤泥排至沉淀池。

4 降塵效果

為了進(jìn)一步驗(yàn)證除塵器的降塵效果，我們多處工作面下巷對(duì)兩種除塵器進(jìn)行了試驗(yàn)，效果良好，總塵的降塵率達(dá)到了935%。實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)微鉆屑粉塵的控制作用：

使用前（mg/m3）使用后（mg/m3）降塵率（%）

總塵150.59.893.5

呼吸性粉塵49.32.495.1

通過除塵器的推廣使用，鉆進(jìn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)煤塵大、不易控制、煤塵飛揚(yáng)的問題得到了有效的解決，除塵器減少了粉塵的產(chǎn)生，改善了職工的作業(yè)環(huán)境。

5 注意事項(xiàng)

（1）螺旋箱體除塵器適用于井下各個(gè)打鉆作業(yè)地點(diǎn)，但體積大，較笨重，不適用于頻繁搬運(yùn)。打鉆期間如果存在噴孔現(xiàn)象時(shí)，鉆孔排粉不暢容易造成鉆桿被夾死，鉆進(jìn)過程中要求鉆機(jī)操作人員勤觀察鉆進(jìn)壓力和旋轉(zhuǎn)壓力情況，避免出現(xiàn)鉆桿被夾死。

（2）霧化水除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、搬運(yùn)方便、適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠滿足井下各種消突鉆孔的施工，考慮到風(fēng)水聯(lián)動(dòng)的特點(diǎn)，作業(yè)條件容易得到滿足，但是在實(shí)際的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，操作期間一定要做好排粉期間的煤泥處理工作，沉淀池和水溝要及時(shí)清挖，防止出現(xiàn)大量的煤泥沿水溝流入水倉。

參考文獻(xiàn)：

[1]任德偉.捕塵器在鉆孔施工中的成功應(yīng)用[J].中國西部科技，2008.