礦用瓦斯鉆孔施工組合式防噴氣水渣分離裝置

項目簡介:該裝置用于煤礦瓦斯(si)抽(chou)采(cai)鉆孔(kong)施工過程中孔(kong)內(nei)氣(qi)、水、渣的(de)(de)高效分(fen)離,同(tong)時利用礦井瓦斯(si)抽(chou)采(cai)系統內(nei)負壓(ya)實現(xian)了(le)對(dui)孔(kong)內(nei)瓦斯(si)等氣(qi)體的(de)(de)控制(zhi)和抽(chou)采(cai),從而精準破解了(le)因噴(pen)孔(kong)導致的(de)(de)瓦斯(si)報警、超限及(ji)瓦斯(si)災害事故這一(yi)難題,為(wei)煤礦瓦斯(si)治理(li)提供了(le)可(ke)復(fu)制(zhi)、可(ke)推廣的(de)(de)成熟經驗。
作為煤與瓦斯突出礦井(jing),瓦斯噴孔超限問題(ti)一度是(shi)華(hua)晉(jin)焦煤沙曲一礦安(an)全生產的“卡脖子”難題(ti)。該(gai)礦成立了技術團隊,由防(fang)突副總工程師白(bai)愛卿領題(ti)掛帥,全力開展技術攻(gong)關(guan)。
歷經6個月嚴謹深入的(de)理論推(tui)演、樣(yang)機試制及井下(xia)工(gong)業(ye)(ye)性(xing)試驗(yan),該裝置于2022年(nian)8月順利通過驗(yan)收并投入應用。此后的(de)3年(nian)時間,白愛卿技(ji)術團隊持續對裝置進行迭代升級,不(bu)斷提升其性(xing)能與可靠性(xing),最終形成(cheng)了行業(ye)(ye)領先的(de)創新成(cheng)果,為煤礦實(shi)現(xian)瓦斯抽采鉆孔施工(gong)過程中噴(pen)孔瓦斯“零(ling)超限(xian)”目(mu)標提供(gong)了關鍵(jian)技(ji)術支撐。
該裝置以“先封孔、后打鉆、隨(sui)鉆隨(sui)抽、氣(qi)水(shui)渣自(zi)動(dong)分(fen)離(li)”為核心技術(shu)原理,主要由孔口(kou)防噴裝置、一種單體兩腔氣(qi)動(dong)延時氣(qi)水(shui)渣分(fen)離(li)器、柔(rou)性緩沖釋(shi)壓(ya)抽采氣(qi)囊三部分(fen)組成(cheng),構(gou)建起(qi)了全(quan)密(mi)閉的流(liu)體管(guan)控系統。
“所謂‘噴(pen)孔(kong)’,就是(shi)在(zai)打鉆(zhan)時,孔(kong)壁周圍煤層受(shou)到(dao)鉆(zhan)頭高速回旋的沖(chong)擊而不斷破碎(sui),孔(kong)內瓦斯(si)(si)壓力迅速釋放形成激流,致(zhi)使瓦斯(si)(si)、水和煤粉瞬間從(cong)鉆(zhan)孔(kong)內噴(pen)射而出(chu)。”白愛卿解(jie)釋說。當(dang)噴(pen)孔(kong)現(xian)象發生(sheng)時,該裝置上(shang)特有(you)的“上(shang)開下關(guan)”氣(qi)動閥(fa)門結構(gou)會(hui)瞬時啟動,將瓦斯(si)(si)封控(kong)在(zai)密閉空間內,柔性(xing)囊袋會(hui)同(tong)步擴容。這(zhe)一應急響(xiang)應過程,不僅能(neng)實現(xian)噴(pen)孔(kong)預警(jing),還能(neng)將噴(pen)出(chu)的瓦斯(si)(si)全(quan)量抽采至專(zhuan)用管路,從(cong)源(yuan)頭上(shang)消(xiao)除了瓦斯(si)(si)溢(yi)出(chu)的風(feng)險,為礦井(jing)安全(quan)生(sheng)產筑牢了屏障(zhang)。
目前,該裝置(zhi)已在山(shan)西(xi)焦煤20余家(jia)煤與瓦斯突出及高(gao)瓦斯礦井推廣(guang)應用,累計(ji)完成施工鉆孔進尺超100萬(wan)米(mi)。經測算,單個礦井依托(tuo)該裝置(zhi)每年可實(shi)現節支降耗約975萬(wan)元。