淮南礦區(qū)典型煤層水力沖孔技術(shù)參數(shù)研究及消突效果考察.pdf

1、煤與瓦斯突出防治是世界性難題,無保護(hù)層開采的低透氣松軟的嚴(yán)重突出煤層石門揭煤和快速掘進(jìn)防突是目前乃至今后較長一段時(shí)期的防治重點(diǎn),探索解決嚴(yán)重突出煤層石門揭煤和快速掘進(jìn)防突技術(shù),在保證安全的前提下大幅度提高掘進(jìn)速度,改變采掘接替緊張、實(shí)現(xiàn)煤礦安全高效開采是高突礦井可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。
　　水力沖孔技術(shù)是在石門揭煤和煤巷掘進(jìn)過程中,采用高壓水射流技術(shù),在突出危險(xiǎn)煤層中,沖出若干直徑的孔洞,沖孔過程中沖出一部分煤體和瓦斯,從而使孔洞及

2、其周圍煤體充分卸壓,使煤體內(nèi)的集中應(yīng)力帶前移,破壞煤體的應(yīng)力場分布,從而達(dá)到綜合防突的目的。針對(duì)嚴(yán)重突出煤層揭煤和掘進(jìn)速度緩慢、防突過程中存在安全隱患等問題,論文以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重突出煤層快速揭煤及安全高效掘進(jìn)為目標(biāo),采用理論分析,現(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了高壓水射流開挖突出煤體快速破煤的力學(xué)機(jī)制,確定了不同普氏硬度的煤體的破煤的臨界水壓及最佳沖孔水壓。依據(jù)流體力學(xué)理論,研發(fā)了水力沖孔技術(shù)裝備,優(yōu)化了水力沖孔技術(shù)參數(shù),通過

3、水力沖孔前后瓦斯壓力、鉆孔瓦斯流量、巷道瓦斯涌出量以及鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)并結(jié)合鉆孔瓦斯抽放效果考察了水力沖孔的有效影響半徑及卸壓增透效果。在淮南礦業(yè)集團(tuán)的大力支持下,通過大量現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)合RFPA數(shù)值模擬軟件得出水力沖孔過后鉆孔周圍煤體瓦斯場的變化情況,并闡述了水力沖孔的防突機(jī)理,建立了以水力沖孔技術(shù)為核心的快速安全揭煤的技術(shù)行標(biāo)。在部分突出礦井的實(shí)際應(yīng)用表明,該措施具有施工工程量小、防突效果顯著、校檢超標(biāo)率低、工作環(huán)境得到改善等優(yōu)點(diǎn),確保