基于压气控尘-环缝引射技术的钻孔干式除尘装置研究

龚小兵

（中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037）

我国煤矿中约50%以上煤层属于碎软煤层，随着煤层开采深度加深，高瓦斯碎软煤层比例越来越大。煤层长钻孔预抽瓦斯是防治瓦斯超限和煤与瓦斯突出的一项非常有效的措施[1-3]。目前钻孔主要有湿式和干式2种工艺，其中湿式钻孔采用水力排渣，粉尘污染较小，但是湿式钻孔长度较短，直接影响单孔的瓦斯抽防量，对于碎软煤层还存在塌孔卡钻、断钻杆、成孔后堵孔等问题[4-7]。干式钻孔采用风力排渣是一种提高顺层钻孔孔深的有效方式[8-9]，特别是采用空气复合定向钻进技术与装备进行碎软煤层钻孔施工，具有钻孔施工周期短、成本低、瓦斯抽采效果好等显著优势，故在煤巷钻孔施工中被广泛采用[10]。但风力排渣时产生大量粉尘，给矿井安全生产及人员健康带来隐患[11]。干式钻孔目前常见的有孔口喷雾、全断面喷雾、泡沫降尘等措施，但都存在降尘效果不理想，通常只有50%左右的降尘效率，孔口周围仍有高达600 mg/m3以上的粉尘浓度[4]。远高于《煤矿安全规程》规定的粉尘时间加权平均浓度限值4 mg/m3要求[12]。针对目前煤矿碎软煤层定向钻孔存在产尘量大，治理难的问题，在分析碎软煤层钻孔产尘特点的基础上，提出采用孔口压气控尘、旋风及环缝引射干式除尘的综合降尘方案，对压气控尘结构和参数、除尘器动力部件及分级除尘技术进行研究。研制了1种新型的碎软煤层定向钻孔除尘装置，解决了干式钻孔粉尘量大、控除尘难等问题，改善了操作工人作业环境。……