[摘要] 我國(guó)是煤炭生產(chǎn)大國(guó),其中煤與瓦斯突出礦井所占比例相對(duì)較大。煤與瓦斯突出礦井,存在煤層瓦斯透氣性差,抽采效率低,施工量大等問(wèn)題,鐵福來(lái)裝備制造集團(tuán)股份有限公司基于對(duì)國(guó)內(nèi)煤礦現(xiàn)狀的分析,自主研發(fā)了機(jī)械造穴一體化裝備,有效的幫助了煤礦企業(yè)突破瓦斯治理的“難題”,提高礦井工作效率。

[關(guān)鍵詞] 瓦斯防治 機(jī)械造穴 一體化裝備 抽采

中國(guó)的礦業(yè)事故是所有工傷事故中最為嚴(yán)重的,在各種人為顯性事故災(zāi)害中居第二位,礦業(yè)災(zāi)害中尤以瓦斯災(zāi)害最為突出,是我國(guó)礦業(yè)發(fā)展中亟待解決的重大問(wèn)題。鐵福來(lái)機(jī)械造穴一體化裝備通過(guò)卸荷抽采能快速消除瓦斯突出危險(xiǎn)性,減少抽采鉆孔工程量的同時(shí)提高瓦斯抽采量,降低瓦斯治理成本,助力礦井安全高效生產(chǎn)。

1、國(guó)內(nèi)煤礦現(xiàn)狀概況

瓦斯事故是制約我國(guó)煤礦企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題。我國(guó)煤層氣資源賦存條件復(fù)雜,煤層滲透率較低,煤層氣(煤礦瓦斯)抽采難度大,抽采成本高,嚴(yán)重制約礦井正常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。

高突礦井占我國(guó)煤礦比例相對(duì)較大。國(guó)有重點(diǎn)煤礦中,高瓦斯礦井占21%;煤與瓦斯突出礦井占21.3%。地方國(guó)有煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中,高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井占15%。根據(jù)有關(guān)地質(zhì)資料,全國(guó)1000米以淺煤層瓦斯含量約占全國(guó)瓦斯總量的30%左右,1000～2000米煤層瓦斯含量約占全國(guó)瓦斯總量的60%以上。因此,隨著開(kāi)采深度的增加,不少原來(lái)的高瓦斯礦井甚至低瓦斯礦井逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橥怀龅V井,高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的比例還會(huì)增加。

2、機(jī)械造穴一體化裝備主要設(shè)備

2.1 ZDY7300LX煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機(jī)

該設(shè)備主要用于本煤層順層鉆孔,底板、頂板抽放巷穿層鉆孔等有防治瓦斯、探放水鉆探要求的煤巖場(chǎng)所。

設(shè)備特點(diǎn):

(1)該機(jī)采用泵站、鉆機(jī)一體化設(shè)計(jì),機(jī)身底部設(shè)置行走履帶,有效提高移鉆、穩(wěn)鉆效率,特別適用于煤礦狹窄巷道的鉆孔施工作業(yè);

(2)采用旋轉(zhuǎn)大盤(pán)結(jié)構(gòu),在腰帶底盤(pán)不動(dòng)的情況下,依靠大盤(pán)旋轉(zhuǎn),可實(shí)現(xiàn)±180°方位角調(diào)整,-90°～+90°仰俯角調(diào)整,滿(mǎn)足礦井巷道全方位布孔需求;

(3)鉆機(jī)導(dǎo)軌前部設(shè)置快速封孔設(shè)置,整個(gè)封孔過(guò)程通過(guò)液壓控制,控制簡(jiǎn)單,封孔效果好;

(4)采用立柱垂直支撐頂板的方式進(jìn)行穩(wěn)鉆,立柱隨旋轉(zhuǎn)大盤(pán)同時(shí)旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)煤礦井下復(fù)雜環(huán)境中快速支鉆、穩(wěn)鉆;

(5)鉆機(jī)打鉆控制系統(tǒng)采用聯(lián)動(dòng)操作模式,可有效防止打鉆及退鉆過(guò)程中鉆桿下竄的危險(xiǎn),提高了工作效率;

(6)鉆機(jī)斜撐采用液壓鎖緊方式,控制簡(jiǎn)單,穩(wěn)鉆效果好;

(7)機(jī)導(dǎo)軌帶有隨動(dòng)角度儀,可簡(jiǎn)單準(zhǔn)確定位施鉆仰俯角。

(8)可根據(jù)用戶(hù)需要配備不同類(lèi)型的鉆桿、鉆頭,滿(mǎn)足探放水、抽采瓦斯、放頂、注水、深層地址鉆探不同用途需求。

2.2 BQWL315/16-XQ315/12清水泵站

設(shè)備特點(diǎn):

(1)采用履帶底盤(pán)結(jié)構(gòu),可自行移動(dòng),集成化程度高,具有結(jié)構(gòu)緊湊、移動(dòng)方便、效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn);

(2)輸出壓力高、流量大:輸出壓力16MPa,流量315L/min,為系列化產(chǎn)品;

(3)在采煤前使用該泵站向煤層注水,避免粉塵揚(yáng)起,保障工人身體健康,是采煤注水工藝中理想的專(zhuān)用設(shè)備;

(4)還可用作各采掘機(jī)械的噴霧防塵和電機(jī)水冷的泵站設(shè)備,也可做各類(lèi)機(jī)械的清洗用泵。

2.3 KFS-50/11礦用振動(dòng)篩式固液分離機(jī)

設(shè)備特點(diǎn):

(1)把煤水混合物中的煤、水快速分離出來(lái),以煤為主的固體走上部,水流走下部,干濕有效分離;

(2)采用履帶行走,提高對(duì)井下巷道的適應(yīng)性,提高移動(dòng)效率;

(3)分離效果好,處理能力強(qiáng),每小時(shí)50m³混合物處理能力;

(4)效率高,重量輕,拆裝方便,結(jié)構(gòu)合理,堅(jiān)固耐用,噪音小,便于維護(hù),無(wú)突發(fā)性斷簧,維修方便

2.4可變徑機(jī)械造穴裝置

設(shè)備特點(diǎn):

(1)通過(guò)機(jī)械刀臂的開(kāi)合實(shí)現(xiàn)煤層鉆孔造穴作業(yè)一體化;

(2)可提高瓦斯抽采效率和濃度:造穴孔的瓦斯?jié)舛仁瞧胀ㄣ@孔的1.5～3.4倍,瓦斯抽采量是普通鉆孔的4.29～11.57倍,掘進(jìn)單循環(huán)施工天數(shù)由原來(lái)10天減少為5天,每米造穴效率提高了3～5倍;

(3)廣泛應(yīng)用于穿層鉆孔瓦斯抽放、本煤層瓦斯抽放、掘進(jìn)工作面瓦斯抽放等。

3、機(jī)械造穴一體化裝備在大隆礦應(yīng)用效果

(1)本層預(yù)抽增透技術(shù)應(yīng)用中機(jī)械造穴區(qū)間長(zhǎng)度在0.5m-7m直徑0.5m,平均造穴用時(shí)30min,最快能達(dá)到10min;

(2)單孔抽采濃度最高為90%;單孔抽采純量最高為1.87m3/min;單日抽采純量為0.27萬(wàn)m³;

(3)在采用機(jī)械造穴一體化裝備后工作面預(yù)抽單孔增加抽采純量0.14m³/min,全部22個(gè)造穴鉆孔增加抽采純量3.08m³/min。每月按30天計(jì)算增加抽采純量13.31萬(wàn)m³,通過(guò)分析對(duì)比普通預(yù)抽鉆孔抽采量平均0.03/min相比提高3.8倍。

4、結(jié)論

礦業(yè)生產(chǎn)中的煤與瓦斯突出等災(zāi)害事故,不僅造成人民生產(chǎn)財(cái)產(chǎn)的巨大損失和環(huán)境問(wèn)題,而且還制約著礦業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。鐵福來(lái)自主研發(fā)的可變徑機(jī)械造穴卸壓增透一體化裝備是煤礦開(kāi)采的“黑科技”,消除危險(xiǎn)性,提高了抽采效率,降低了瓦斯治理成本,實(shí)現(xiàn)礦井安全高效生產(chǎn)。