高壓水射流沖蝕膨脹泥巖實驗研究及在煤礦的應(yīng)用.pdf

1、在常規(guī)濕式鉆進過程中，鉆孔內(nèi)膨脹性泥巖遇水后會產(chǎn)生快速膨脹，引起鉆桿與鉆孔空間閉合或部分閉合，導致鉆具被夾或卡住，引起抱、卡鉆事故，影響鉆進及后期抽采活動進度，嚴重的抱、卡鉆事故會引起鉆具的丟失，造成財產(chǎn)損失。
　　本文針對穿層鉆孔瓦斯預(yù)抽鉆進中由于膨脹泥巖引起的抱、卡鉆問題，依托復合動力災(zāi)害下大采長回采工作面中間底位巷區(qū)域瓦斯治理技術(shù)研究項目，進行了高壓水射流沖蝕膨脹泥巖研究以及現(xiàn)場驗證高壓水射流切割膨脹泥巖對解決抱、卡鉆問題的

2、有效性。首先進行了高壓水射流沖蝕膨脹泥巖室內(nèi)實驗，分析了沖蝕關(guān)鍵參數(shù)對膨脹泥巖沖蝕效果的影響，并得出了適合現(xiàn)場應(yīng)用的參數(shù)范圍；其次通過現(xiàn)場試驗得到高壓水射流切割膨脹泥巖鉆進相對于普通濕式鉆進的抱、卡鉆率明顯降低的結(jié)果，驗證了高壓水射流切割膨脹泥巖鉆進能有效解決穿膨脹泥巖的抱、卡鉆問題，從而為預(yù)防穿膨脹泥巖鉆進中抱、卡鉆事故提供了一種新的解決方法，對鉆進及煤礦瓦斯災(zāi)害防治具有重要意義。本文主要的研究成果有：
　?、賾?yīng)用高壓水射流沖蝕

3、膨脹泥巖實驗，對平煤集團某礦泥巖進行了沖蝕效果研究。研究表明：沖蝕深度、沖蝕速率及沖蝕直徑隨單一沖蝕參數(shù)的增加而增加，且沖蝕速率整體呈現(xiàn)先減小，后增大，再減小的趨勢，這是由于在沖蝕過程相應(yīng)階段存在表面或徑向約束先增大，后減小和再增大的過程，從而影響沖蝕速率的變化；在整個沖蝕過程，巖石試件完整性均較好，無肉眼可見裂紋，在5min內(nèi)產(chǎn)生的泥巖碎塊相對較小，寬度和厚度均小于20mm，而5~10min（不包括5min）內(nèi)產(chǎn)生了寬度大于20mm塊