水力沖孔論文ppt-高壓水射流卸壓增透瓦斯治理技術(shù)研究與應(yīng)用

1、高壓水射流卸壓增透瓦斯治理技術(shù)研究與應(yīng)用,工作單位：國投新集公司 新集一礦,,姓名：孫大亮,,提 綱,引 言,因此如何在高應(yīng)力大采深的松軟低透煤層中提高瓦斯抽放范圍以提高瓦斯抽采率，降低煤層瓦斯含量和瓦斯壓力，是礦井瓦斯災(zāi)害防治急需解決的關(guān)鍵問題。,？,,,項(xiàng)目研究背景,,,新集一礦-700中央行人暗斜井為我礦三水平開拓重點(diǎn)工程，揭煤工期至關(guān)重要，該巷道繼續(xù)向前施工將從巷道頂板分別揭露4煤、5-1煤、5-2煤、6煤，揭煤標(biāo)高均為-7

2、01.351m。所揭煤層均為新水平首次揭露。目前我礦采用的穿層鉆孔預(yù)抽還是以原始煤體的透氣性在抽放瓦斯，單孔抽放量小，預(yù)抽時(shí)間長，抽放效果差。為加快新水平開拓進(jìn)度，提高石門揭煤瓦斯治理鉆孔的抽采效果，減少預(yù)抽時(shí)間，我礦與科研單位合作，采取高壓水射流強(qiáng)化卸壓增透措施。,射流是一種孔口或狹縫射出流動(dòng)現(xiàn)象。工程所用射流絕大多數(shù)是紊流流動(dòng)，其流動(dòng)的基本圖形是邊界層流動(dòng)。,,,,,高壓水射流防突機(jī)理分析,,,定義,射流作用于物體表面，破壞物體表面

3、原有結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，從而達(dá)到切割效果。對(duì)于煤和巖石等脆性材料，是在拉應(yīng)力或應(yīng)力波作用下的脆性破壞。破壞形式是徑向裂紋、錐狀裂紋和橫向裂紋擴(kuò)展。裂隙形成和匯交后，水射流將進(jìn)入裂隙空間，在高壓水流作用下，裂隙尖端產(chǎn)生拉應(yīng)力集中，使裂隙迅速發(fā)展和擴(kuò)大，致使煤巖破碎。,原理,高壓水射流防突機(jī)理分析,高壓水射流防突機(jī)理分析,當(dāng)鉆桿在煤層中鉆進(jìn)一定直徑和深度的鉆孔后，安裝擴(kuò)孔器沿鉆孔送到指定位置。高壓泵啟動(dòng)后，鉆機(jī)帶動(dòng)高壓鉆桿及擴(kuò)孔鉆頭鉆進(jìn)，利用擴(kuò)孔鉆

4、頭徑向和軸向的噴嘴射流出高壓水，對(duì)鉆孔煤壁進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式切割。增加或減少高壓鉆桿，對(duì)整個(gè)煤孔段進(jìn)行連續(xù)擴(kuò)孔作業(yè)。,,,,具體方法,石門抽排鉆孔高壓水射流擴(kuò)孔工藝示意圖,項(xiàng)目概況,,,,,試驗(yàn)場地質(zhì)剖面圖,高壓水射流技術(shù)應(yīng)用,,高壓水射流技術(shù)應(yīng)用,,沖孔記錄表,單孔排除煤屑量,高壓水射流技術(shù)應(yīng)用,,出煤速度與水壓的關(guān)系,出煤速度與水壓總體成正比關(guān)系，在試驗(yàn)過程中出煤速度不易過快，容易堵塞，造成憋孔埋鉆。,高壓水射流技術(shù)應(yīng)用,,出煤量與沖孔時(shí)間

5、的關(guān)系,水力沖孔措施破煤機(jī)理為產(chǎn)生裂隙、水楔作用、表面沖刷三個(gè)過程。上述過程是連續(xù)、交替發(fā)生形成落煤的過程。從整個(gè)沖孔過程看，隨時(shí)間延長，出煤量增加。,試驗(yàn)效果分析,,1.沖孔后的抽采瓦斯?jié)舛群统椴闪髁渴菦]有采取沖孔措施鉆孔的1倍以上。2.沖孔后附近的鉆孔抽采瓦斯?jié)舛扔忻黠@上升，上升量在10%以上。3.沖孔后的抽采流量的衰減系數(shù)明顯減小，為沒有采取沖孔措施鉆孔的1/4。,提高抽采濃度和抽放量,試驗(yàn)效果分析,-700中央行人暗斜井執(zhí)行

6、區(qū)域防突措施后，一個(gè)月內(nèi)共抽采瓦斯約15000m3，抽采率為65.7%；實(shí)測殘余瓦斯含量最大值為2.6098m3/t，鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2最大值為70Pa， 評(píng)價(jià)-700中央行人暗斜井防突措施有效。,基于高壓水射流破煤原理，通過理論分析和實(shí)際應(yīng)用，結(jié)果表明，煤層實(shí)施水力沖孔措施后，煤的彈性潛能得到了釋放，有效消除激發(fā)突出的應(yīng)力，具有較好的卸壓增透效果，有效地提高抽采瓦斯?jié)舛群统榉帕浚瑢?shí)現(xiàn)安全快速的區(qū)域消突。,,,經(jīng)驗(yàn)總結(jié),一、巷道迎頭

7、因掘進(jìn)放炮影響，巖層破裂嚴(yán)重，采用水力沖孔時(shí)，孔口易垮孔導(dǎo)致孔內(nèi)憋孔，如水壓過大時(shí)易引起破碎巖石隨水壓突然噴出，存在安全隱患。固在巖石破碎帶采用水力沖孔時(shí)，應(yīng)先對(duì)巖層進(jìn)行注漿加固，并且在鉆孔孔口向里下置套管，防止孔口垮孔埋鉆。二、水力沖孔時(shí)，應(yīng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿，同時(shí)來回拉動(dòng)鉆桿，保證煤渣能正常排出。若出現(xiàn)垮孔，可適當(dāng)加大轉(zhuǎn)速，并保持來回拉動(dòng)鉆桿防止埋鉆。三、換鉆桿時(shí)，應(yīng)在鉆孔返水正常下進(jìn)行，防止憋孔、埋鉆。四、若鉆孔內(nèi)垮孔堵死，壓力表