背景技術
高瓦斯礦井煤層的瓦斯含量高、壓力大，鉆孔抽采孔過程中，經(jīng)常出現(xiàn)噴孔現(xiàn)象。噴孔時常常會導致局部瓦斯超限、堵孔卡鉆，嚴重的會造成傷亡事故，不僅影響打鉆進度，影響抽采效率，還給安全生產(chǎn)帶來了巨大隱患。
為解決打鉆過程中的噴孔防護問題，研制具有防護性能的保護裝置十分必要。井下常用的懸掛于鉆桿上的簡易防護皮墊能一定程度上緩解噴孔壓力，但未能解決噴孔傷人和瓦斯瞬間超限問題。因此，需要研制一種兼有抽采能力和緩沖能力的裝置，確保現(xiàn)場鉆孔施工安全。
研究內(nèi)容
（1）研制氣渣分離箱
該箱為長方體箱式構造，由3mm厚廢舊鐵板拼接焊制而成。焊接前留設抽氣口、進水口、排渣口和鉆桿穿孔等焊接口，其正面為朝向鉆機一側，背面為朝向鉆孔一側，正面與背面各留設一個鉆桿穿孔。進水口焊接孔徑10mm的兩通閥，分別連接靜壓水管和降塵管，待防護裝置固定后，開通靜壓水管截止閥，對鉆桿回煤以及噴孔煤粉進行降塵。護孔管管腔內(nèi)鋪襯PVC塑料管作為護管襯套，PVC塑料管孔徑為6寸，沿管體母線方向裁剪、折疊后放入護孔管，防止鉆桿與護孔管之間產(chǎn)生摩擦。如下圖所示。
1 氣渣分離箱，2 抽氣口，3 進水口，4 排渣口，5 護孔管，6 護管襯套，7 皮質(zhì)擋板，8鉆桿穿孔，9降塵管，10吊掛環(huán)
（2）操作方法
工作時，孔位確定后，開動鉆機開孔1.0m深；其次，將鉆桿依次穿過皮質(zhì)擋板、氣渣分離箱正面和背面的鉆桿穿孔、護孔襯套進入鉆孔。使用鐵絲穿過吊掛環(huán)將氣渣分離箱固定于煤幫，隨后接通靜壓水管和負壓抽采管路并將其閥門打開，最后啟動鉆機開始鉆孔，同時進行瓦斯抽采和煤粉降塵。鉆孔過程中，噴孔噴出的瓦斯經(jīng)護孔套筒進入氣渣分離箱，經(jīng)負壓作用由抽氣口進入抽采管路；噴孔噴出的煤粉和鉆孔煤渣由護孔套筒進入氣渣分離箱，經(jīng)噴霧降塵后落入排渣口。
（3）基本特點
皮質(zhì)擋板和PVC管可以有效防止鉆桿與鐵質(zhì)箱體之間摩擦產(chǎn)生火花；長距離護孔管不僅能有效保護孔壁，還能集中吸收瓦斯噴出的瓦斯和煤體，防止煤體噴出傷人；抽氣孔與負壓抽采管路連接，及時抽取鉆孔及噴孔釋放瓦斯，能提高瓦斯抽采率，減少能源浪費和防止局部瓦斯超限；設置降塵噴霧能有效減少鉆孔釋放瓦斯中的煤塵，避免堵塞瓦斯抽采管路。
應用效果
該裝置由廢棄材料拼接焊制而成，不需單獨定制加固，成本低廉、簡單實用，不需澆注模型和定制配件，只需簡單加工即可成型投入使用。該裝置能有效解決噴孔問題，提高材料利用率和瓦斯抽采率，起到降本增效的作用，對鉆孔量較大的高瓦斯礦井產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。該裝置已獲得國家實用新型專利證書，可以在類似條件的作業(yè)地點推廣應用。
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