精細化管理在煤礦打鉆與瓦斯抽采中的應用

精細化管理在煤礦打鉆與瓦斯抽采中的

應用摘要：瓦斯抽采是煤礦瓦斯治理的根本,打鉆和抽采效果直接關系著瓦斯的治理效果。秉承著“鉆到位、管到底、孔封嚴、水放通”的原則，加強瓦斯抽采管理水平，經技術管理層面措施與裝備實操措施相結合的整體轉變，瓦斯從以往的防守為主逐漸轉化為以治理為主，保證了礦井安全生產關鍵詞：打鉆；瓦斯抽采；精細化管理淮南礦區(qū)都是高瓦斯或者突出礦井，歷史上多次出現(xiàn)瓦斯事故，勘探工程分公司承擔為礦區(qū)大部分瓦斯及防治水鉆孔的施工工作。目前常規(guī)采取的防治瓦斯主要手段是打鉆及瓦斯抽采，存在著打鉆不到位、封孔管不到位、鉆孔內有積水、瓦斯因各類因素導致的抽采濃度低、管路整體有積水或管路整體內出現(xiàn)積渣等諸多問題。為了進一步研究打鉆與瓦斯抽采工作，本文結合精細化管理方法，積極探索了打鉆與瓦斯抽采精細化管理在煤礦中的應用。希望通過進一步實踐探索，為進一步為保障安全生產出力。1打鉆和瓦斯抽采防治瓦斯災害事故的根本措施是瓦斯抽采，瓦斯抽采的基礎和關鍵是打鉆。實驗表明，鉆孔抽采濃度提高明顯是因為之前由于在工藝上不成熟，導致出了鉆孔偏斜嚴重，串孔，鉆孔排渣不凈，鉆孔塌孔等情況。由于之前一直未采用封孔新工藝，導致了封孔效果差。因為采用聚氨酯進行封孔是礦井抽采的老工藝，造成了煤層泄壓圈形成的裂隙長度遠大于封孔實際長度，導致了封孔效果不理想并產生漏氣現(xiàn)象的問題。抽采效果也就因此受到了影響。為了讓抽采效果增強，將孔口的負壓控制在20kPa之上，單孔抽采濃度達到50%及以上，其效能轉化率上相比傳統(tǒng)工藝能發(fā)揮出更高的能力。這種工藝目前被稱作是“囊袋封孔”技術，因為其突出的效果已經被煤炭開采業(yè)普遍采用。2防噴裝置施工時孔口安設抽采三通，并連接好抽采管路，若孔內出現(xiàn)瓦斯異常，及時打開抽采負壓進行抽采。鉆機所有儀器、儀表必須完好，手把齊全，開關、控制按鈕靈敏可靠，機械轉動部分防護欄、保護罩齊全；鉆孔施工過程中，適當控制鉆進速度，保證鉆孔孔內排渣正常，不發(fā)生憋鉆、堵鉆現(xiàn)象；遇巖石破碎段，來回撤鉆沖盡孔內巖石顆粒，確保鉆孔暢通；鉆孔施工前抽采一隊必須將抽采軟管接至孔口，鉆孔施工過程中，發(fā)現(xiàn)孔內出水、瓦斯異常時，應及時停鉆且不得起出鉆桿，勘探公司負責將抽采軟管連接鉆桿末端，開啟抽采負壓進行預抽，并及時匯報；處理堵孔必須使用鉆機，處理過程中孔口抽采負壓必須開啟。3合理安設和改進放水器瓦斯抽采的過程中抽采管路經常會出現(xiàn)積水和堵塞的問題，嚴重影響瓦斯抽采效果，通過合理安設和改進放水器，實現(xiàn)自動放水。工作原理：打開放水器閘閥，放水管與抽采管路連通，浮球在管路負壓作用下閉合，放水管與抽采管路負壓平衡，抽采管路內的水在自重作用下逐漸流入放水管。隨著放水管內積水增多，直到放水管內水的壓強大于抽采負壓值時，浮球在水的自重作用下漂浮上升，開始放水。放水速度取決于積水高度h和出水口直徑大小。當抽采負壓增高時，浮球再次閉合，處于初始狀態(tài)。在管路負壓穩(wěn)定、連續(xù)積水的情況下，可實現(xiàn)連續(xù)不間斷放水?？梢杂行Ы鉀Q抽采系統(tǒng)積水、堵塞的問題，從而提高瓦斯的抽采效率。4優(yōu)化抽采計量管理為有效監(jiān)測和抽采瓦斯，有必要合理優(yōu)化瓦斯抽采計量裝置。第一步是合理布置抽采計量裝置。自動計量傳感器裝置安裝在抽采泵站，抽采管路等處，可以實時監(jiān)測濃度變化和溫度等參數(shù)。同時，安裝抽采自動計量裝置的地點必須安裝孔板流量計，自動計量裝置的進氣側必須安設除渣、放水裝置。建立完整的瓦斯抽采計量分析、維護、調整的相關制度，定期測量各項相關參數(shù)。加強自動計量裝置的現(xiàn)場管理。建立抽采自動計量裝置日巡檢制度，每班必須安設專人對井下的抽采自動計量裝置進行不少于一次的巡檢。建立抽采自動計量調校臺帳。流量傳感器每5天調校1次，其他傳感器每10天調校1次，確保自動計量誤差不超過5%。5水力沖孔為釋放突出潛能，減小或消除突出危險，利用帶高壓水鉆頭向具有自噴能力的煤層鉆鑿的鉆孔。水力沖孔卸壓增透措施是在巖柱的掩護下，施工鉆孔后，采用中高水通過高效噴頭沖擊鉆孔周圍的煤體，沖出大量煤體和瓦斯，應力集中向沖孔周圍移動，使沖孔附近煤體卸壓增透，有效地提高了抽放效果。該項目在現(xiàn)場取得較好的應用效果，優(yōu)化了水力沖孔工藝和提出了破煤臨界水壓、破煤有效壓力、流量、沖孔時間等沖孔技術參數(shù)的確定方法，掌握了各試驗點的水力沖孔有效影響半徑的變化規(guī)律，查明了水力沖孔的破煤機理和消突機理。該技術已在淮南礦區(qū)熟練應用，適用于有5m以上巖柱保護的石門井巷揭煤工作面及頂板巷道穿層鉆孔。5防治瓦斯超限從源頭著手，規(guī)范巷道設計，確保通風系統(tǒng)合理、可靠。利用井下瓦斯抽采泵站實施高、低濃度分源抽采，確保易噴孔區(qū)域打鉆、沖孔全程連抽。有噴孔現(xiàn)象的地區(qū)，打鉆和水力沖孔期間，必須使用防噴裝置，防止瓦斯超限。改進并完善防噴裝置，加大抽放連接管路直徑（不小于100mm），提高各連接部位密封性能。推廣使用孔口及巷道風流瓦斯收集裝置“雙保險”，降低巷道風流瓦斯?jié)舛取：侠戆才陪@孔施工順序，充分利用已連抽鉆孔的卸壓作用，降低噴孔強度。在打鉆地點回風側3m范圍、10-15m范圍分別吊掛甲烷檢測報警儀和甲烷傳感器，對巷道內風流瓦斯實時監(jiān)測。抽采巷道內多臺鉆機平行作業(yè)時，嚴禁同時見煤，防止瓦斯集中涌出。鉆孔施工結束后應及時連抽，減少鉆孔瓦斯涌出，降低風流瓦斯?jié)舛取?采用打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以監(jiān)控鉆孔施工過程，處理緊急情況。打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有許多優(yōu)點，首先打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以有效節(jié)約人力資源，這是因為在鉆孔施工結束后，通過該系統(tǒng)進行驗收，只要安排技術人員驗證鉆孔的深度和角度，就不需要專門的驗收人員到現(xiàn)場進行鉆孔驗收;其次，打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以提高鉆孔施工質量，打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實時記錄鉆孔施工全過程。結束語通過以上對各類工具，技術，使用條件，使用環(huán)境，注意事項等方面的分析總結，可以得出煤礦開采的過程中，打鉆與瓦斯抽采精細化管理可以從基本方面入手，落實每一處細節(jié)，提高鉆孔施工質量、封孔質量、抽采管路聯(lián)接質量，抽采效果，減少瓦斯治理成本，實現(xiàn)抽采最大化和抽采精細化管理，提高礦井瓦斯治理的效果，促進礦井生產安全。參考文獻：刁勇，瓦斯災害監(jiān)控與應急技術國家重點實驗室，刁勇，etal.煤礦瓦斯抽采監(jiān)控智能評價管理系統(tǒng)的設計和構建[J]