CN108425698A - 煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粉尘治理方法，属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法。该方法通过大孔径对穿导硐钻孔负压通风吸尘排出在巷道掘进过程中产生的大量粉尘及瓦斯等有害气体，污染小，效率高，能够减少灾害事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉尘治理方法，属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法。
背景技术
巷道掘进是煤矿生产不可避免的生产环节，不管是岩巷还是煤巷掘进均会产生大量的粉尘及有害气体污染，传统采用压风机接风筒除尘，在巷道掘进后程巷道内往往会产生大量的粉尘及瓦斯等有害气体，危害作业员工身心健康、易造成灾害事故、降低掘进施工效率。
为解决上述问题，综合相关专业知识及现场经验，通过潜心研究，设计出一种煤矿井下巷道掘进负压通风吸尘施工工艺方法，用于替代传统压风机接风筒除尘方法，可以有效解决巷道掘进过程中后程巷道内粉尘及有害气体问题，避免粉尘及瓦斯灾害事故发生，改善施工环境，提高施工效率。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的巷道掘进过程污染大、效率低、易产生灾害事故等问题，提出了一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，该方法通过定向导硐对穿钻孔负压通风吸尘排出在巷道掘进过程中产生的大量粉尘及瓦斯等有害气体，污染小，效率高，能够减少灾害事故的发生。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，包括：
开孔设计步骤，在预掘巷道立体空间范围内设计一个或若干导硐定向对穿钻孔，使钻孔轨迹沿巷道走向分布；
导硐对穿步骤，用于根据设计开孔参数在巷道预掘空间范围内钻进直至导硐对穿；
扩孔下管步骤，对得到的钻孔进行扩孔并从套管钻杆内下入大口径筛管至导硐对穿巷道另一端并固定，提出钻杆并将筛管留在孔中；
粉尘及有害气体治理步骤，将钻孔接入负压抽放管路，通过负压通风将粉尘及有害气体通过抽放管路排出。
其中，上述的一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，所述开孔设计步骤中，钻孔孔深、倾角、方位角与预掘巷道走向的趋势变化相同，钻孔轨迹在预掘巷道中心连线位置布置延伸。
其中，上述的一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，所述导硐对穿步骤中，下入随钻测量系统、螺杆马达造斜钻具及定向钻头，按钻孔设计轨迹定向钻进；钻进过程随钻测量系统时时测量钻孔轨迹倾角、方位角及工具面向角等参数，结合钻孔深度通过电脑绘制实钻轨迹，对比设计钻孔轨迹，通过钻机调整螺杆马达造斜钻具工具面向角。
其中，所述扩孔下管步骤中，更换大孔径可闭式扩孔钻头逐级扩孔。
其中，所述扩孔下管步骤中，采用大通径套管钻杆及大孔径可开闭式扩孔钻头扩孔完成后，不提钻，从套管钻杆内下入大口径筛管，下至导硐对穿巷道另一端时顶开可开闭式扩孔钻头前端铰接结构，在巷道另一端通过固定装置固定筛管，提出套管钻杆。
一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，所述气体治理步骤中，通过定向导硐钻孔及大口径筛管，安装装置接入负压抽放管路，通过负压通风，将掘进过程产生的粉尘、瓦斯及其他有害气体通过抽放管路排出。
其中，上述的一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，扩孔下管步骤中，采用可开闭式扩孔钻头扩孔，所述可开闭式扩孔钻头前导向端带有切削功能的可开闭式铰接结构，该端设置导向端切削齿及保径合金，扩孔钻进时可开闭式铰接处于闭合状态，实现正常扩孔钻进，下筛管时筛管从套管钻杆内下入将可开闭式铰接顶开，筛管通过套管钻杆下至对穿巷道固定，钻具提出孔外，实现一次完成扩孔下筛管，可开闭式扩孔钻头后端扩孔切削部分设置扩孔切削齿、外保径合金及反向切削齿，该部分可实现给进扩孔切削和起拔反向切削扫孔。
因此，本发明具有如下优点：1.导硐对穿钻孔精准设计，钻孔孔深、倾角、方位角与预掘巷道走向的趋势变化相同，钻孔轨迹在预掘巷道中心连线位置布置延伸。
2.通过定向导硐钻孔施工技术，钻孔孔径精确可控，可保证钻孔轨迹在巷道预掘空间范围内延伸，并在对向巷道精准导硐；
3.通过多级扩孔技术，可使钻孔孔径达到大风量负压通风要求；
4.大口径筛管下入技术，通过最后一级可开闭式扩孔钻头扩孔施工，不提钻下入大口径筛管，保证大口径筛管顺利下入，达到护壁作用，减少起下钻次数，降低劳动强度；
5.孔口安装法兰，接入负压抽采管路，保证粉尘及瓦斯等抽放效果；
6.通过施工煤矿井下巷道掘进负压通风吸尘施工工艺方法，可有效替代传统压风机正向除尘，可以有效解决巷道掘进过程中后程巷道内粉尘及有害气体问题，避免粉尘及瓦斯灾害事故发生，改善施工环境，提高施工效率。
附图说明
图1为本发明定向导硐钻孔施工结构示意图；
图2为本发明多级扩孔施工结构示意图；
图3为本发明大口径筛管下入示意图；
图4为本发明煤矿井下巷道掘进负压通风吸尘示意图；
图5为本发明可开闭式扩孔钻头示意图。
1-钻机；2-随钻测量系统；3-螺杆马达；4-定向钻头；5-外平钻杆；6-扩孔钻头；7-套管钻杆；8-可开闭式扩孔钻头；9-铰接结构；10-固定装置；11-抽放管路系统；12-定向导硐钻孔；13-大口径筛管；14-掘进装备；15-导向端切削齿；16-导向保径合金；17-扩孔切削齿；18-外保径反向切削齿。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
如图4所示，本发明的煤矿井下巷道掘进负压通风吸尘施工工艺方法包括如下步骤：
施工准备步骤：根据巷道预掘进空间范围及地质资料对定向对穿导硐钻孔轨迹进行精准设计，钻孔孔深、倾角、方位角与预掘巷道走向的趋势变化相同，钻孔轨迹在预掘巷道中心连线位置布置延伸。
开孔步骤：采用钻机1、平底全面钻头及外平钻杆，根据设计开孔参数回转钻进12～15m。
定向导硐钻孔施工步骤：下入随钻测量系统2、螺杆马达造斜钻具3及定向钻头4，按钻孔设计轨迹定向钻进，钻进过程随钻测量系统时时测量钻孔轨迹倾角、方位角及工具面向角等参数，结合钻孔深度通过电脑绘制实钻轨迹，对比设计钻孔轨迹，通过钻机调整螺杆马达造斜钻具工具面向角，达到纠斜钻进目的，保证钻孔轨迹在巷道预掘空间范围内钻进，在对向巷道定向导硐对穿，定向导硐钻孔施工结构示意图如图1所示。
多级扩孔步骤：定向导硐钻孔对穿施工完成后，提钻更换外平钻杆5及扩孔钻头6扩孔钻进，重复上述步骤逐级扩孔，扩孔至孔径300mm，保障负压通风风量，最后一级扩孔采用大通径套管钻杆7及大孔径可开闭式扩孔钻头8扩孔，多级扩孔结构示意图如图2所示，大孔径可开闭式扩孔钻头结构示意图如图5所示。钻头具有导向端切削齿15及保径合金16，扩孔钻进时可开闭式铰接处于闭合状态，实现正常扩孔钻进，下筛管时筛管从套管钻杆内下入将可开闭式铰接顶开，筛管通过套管钻杆下至对穿巷道固定，钻具提出孔外，实现一次完成扩孔下筛管，可开闭式扩孔钻头后端扩孔切削部分设置扩孔切削齿17、外保径合金及反向切削齿18，该部分可实现给进扩孔切削和起拔反向切削扫孔。
大口径筛管下入步骤：采用大通径套管钻杆7及大孔径可开闭式扩孔钻头8扩孔完成后，不提钻，从套管钻杆内下入大口径筛管13，下至导硐对穿巷道另一端时顶开可开闭式扩孔钻头前端铰接结构9，在巷道另一端通过固定装置10固定筛管，提出套管钻杆，将筛管全程留在孔内，达到护孔目的，大口径筛管下入结构示意图如图3所示。
负压通风吸尘步骤：掘进设备14掘进过程中，通过定向导硐钻孔12及大口径筛管13，安装装置接入负压抽放管路11，通过负压通风，将产生的粉尘、瓦斯及其他有害气体通过抽放管路排出，煤矿井下巷道掘进负压通风吸尘示意图如图4所示。
由此，本发明利用定向对穿导硐钻孔施工技术可有效保证钻孔在预掘巷道范围内并顺利对穿导硐，多级扩孔技术、大口径筛管下入技术可有效保证大口径筛管顺利下入，负压通风吸尘技术可有效保证钻孔在掘进过程中降尘效果。从而达到大大提高降尘效果，提高施工效率，保障煤矿安全生产。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，其特征在于，包括：
开孔设计步骤，在预掘巷道立体空间范围内设计一个或若干导硐定向对穿钻孔，使钻孔轨迹沿巷道走向分布；
导硐对穿步骤，用于根据设计开孔参数在巷道预掘空间范围内钻进直至导硐对穿；
扩孔下管步骤，对得到的钻孔进行扩孔并从套管钻杆内下入大口径筛管至导硐对穿巷道另一端并固定，提出钻杆并将筛管留在孔中；
气体治理步骤，将钻孔接入负压抽放管路，通过负压通风将粉尘及有害气体通过抽放管路排出。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，其特征在于，所述开孔设计步骤中，钻孔孔深、倾角、方位角与预掘巷道走向的趋势变化相同，钻孔轨迹在预掘巷道中心连线位置布置延伸。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，其特征在于，所述导硐对穿步骤中，下入随钻测量系统、螺杆马达造斜钻具及定向钻头，按钻孔设计轨迹定向钻进；钻进过程随钻测量系统时时测量钻孔轨迹倾角、方位角及工具面向角等参数，结合钻孔深度通过电脑绘制实钻轨迹，对比设计钻孔轨迹，通过钻机调整螺杆马达造斜钻具工具面向角。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，其特征在于，所述扩孔下管步骤中，更换大孔径可闭式扩孔钻头逐级扩孔。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，其特征在于，所述扩孔下管步骤中，采用大通径套管钻杆(7)及大孔径可开闭式扩孔钻头(8)扩孔完成后，不提钻，从套管钻杆内下入大口径筛管(13)，下至导硐对穿巷道另一端时顶开可开闭式扩孔钻头前端铰接结构(9)，在巷道另一端通过固定装置(10)固定筛管，提出套管钻杆。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，其特征在于，所述气体治理步骤中，通过定向导硐钻孔(12)及大口径筛管(13)，安装装置接入负压抽放管路(11)，通过负压通风，将掘进过程产生的粉尘、瓦斯及其他有害气体通过抽放管路排出。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道掘进粉尘治理方法，其特征在于，扩孔下管步骤中，采用可开闭式扩孔钻头(8)扩孔，所述可开闭式扩孔钻头(8)前导向端带有切削功能的可开闭式铰接结构(9)，该端设置导向端切削齿(15)及保径合金(16)，扩孔钻进时可开闭式铰接处于闭合状态，实现正常扩孔钻进，下筛管时筛管从套管钻杆内下入将可开闭式铰接顶开，筛管通过套管钻杆下至对穿巷道固定，钻具提出孔外，实现一次完成扩孔下筛管，可开闭式扩孔钻头(8)后端扩孔切削部分设置扩孔切削齿(17)、外保径合金及反向切削齿(18)，该部分可实现给进扩孔切削和起拔反向切削扫孔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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