[发明专利]一种煤矿巷道掘进工作面地面水平井除尘方法及装置

说明书

本发明公开了一种煤矿巷道掘进工作面地面水平井除尘方法及装置，首先沿待掘进巷道反向设计地面水平井；然后在煤层进行地面水平井定向钻进，向地面水平井的水平段下入易切割护孔筛管，护孔筛管上设置有孔眼；再从地面向地面水平井中打压注水，使水通过所述护孔筛管的孔眼注入煤层；最后进行煤矿巷道工作面掘进，当掘进工作面到达所述水平段末端时，启动设置在地面上的除尘系统对掘进面产生的粉尘进行抽排。本发明方法解决了粉尘对掘进工作面安全生产和恶化工作环境等问题，减少动力噪音，提高了掘进工作面施工效率，保护了井下施工人员的健康，实现工作面综合防尘的安全经济节能环保需求。

技术领域

本发明属于煤矿防尘技术领域，具体涉及煤矿巷道掘进工作面地面水平井除尘方法及装置。

背景技术

随着煤矿机械化程度显著提升，井下采掘作业过程中产生的粉尘量也急剧上升，严重威胁煤矿安全生产，直接威胁作业人员健康，其中综掘工作面作为井下主要产尘源之一，尤其是综掘煤岩切割在掘进机前方最易造成粉尘浓度超标。目前，主要采用压风机接风筒正向回路通风除尘，同时在巷道掘进工作面后部结合水幕降尘等方式，防尘效果不太理想，同时，防尘系统还存在噪音大，水损耗多问题。

此外，也有部分技术通过负压抽采的方式进行除尘的方法，如“大直径超前定向对穿钻孔负压除尘技术研究与应用，煤炭科学技术，2018，46(4):52-57”介绍了一种采用煤矿井下定向钻进技术，通过井下已有巷道向预掘巷道空间范围内施工大直径对穿钻孔，钻孔下PVC筛管，在掘进巷道另一端安装孔口装置，接入负压抽采管路进行除尘。但该方法主要存在以下问题：①需要在已有巷道向待掘巷道施工对穿钻孔，如果待掘巷道附近没有可施工钻孔的巷道或巷道距离较远，则需要首先解决施工钻孔巷道的难题，会带来的施工时间增长、成本提高等问题；②由于长距离掘进工作面的钻孔全覆盖受可施工钻孔巷道的空间位置的影响非常大，很多煤矿还存在井下实际条件无法满足长距离掘进工作面钻孔全覆盖的要求或是要实现全覆盖成本过高的问题；③在非待掘巷道煤层存在的筛管，对采煤效率也会带来一定程度的影响；④近年来国家制定了相关指导意见要求煤炭行业进一步减少井下作业人员数量，以降低煤矿事故风险，而现有的煤矿井下除尘方法均是在井下进行作业。

因此，需要建立一种减少井下作业人员数量、不受井下巷道空间影响、适合不同距离煤矿巷道掘进工作面需求、不降低采煤效率的防尘技术，实现煤矿巷道掘进工作面综合防尘的安全经济节能环保需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种煤矿巷道掘进工作面地面水平井除尘方法及装置，解决现有的除尘方法和装置需要在井下作业、易受井下巷道空间影响且降低采煤效率的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种煤矿巷道掘进工作面地面水平井除尘方法，包括以下步骤：

步骤1，沿待掘进巷道反方向设计地面水平井；

所述地面水平井的水平段沿待掘进巷道终点位置延伸至待掘进巷道起始端，且不贯穿该起始端；

步骤2，根据步骤1设计的地面水平井，在煤层或岩层进行地面水平井定向钻进，向所述地面水平井进入待掘进巷道段下入护孔筛管；所述护孔筛管上设置有孔眼；

步骤3，从地面向所述地面水平井中打压注水，使水通过所述护孔筛管的孔眼注入煤层或岩层；

步骤4，进行煤矿巷道工作面掘进，当掘进工作面到达所述水平段末端时，启动设置在地面上的除尘系统对掘进面产生的粉尘进行抽排。

进一步的，对于含瓦斯矿井煤层巷道，在进行步骤4过程中对煤层巷道中的瓦斯实现负压抽排。

优选的，所述护孔筛管采用易切割材料。

优选的，所述地面水平井的水平段末端距离巷道掘进起始端的距离为1～10m。