水力冲孔快速消突技术的研究

突出煤层施工措施孔消突过程中采取水力冲孔技术,在释放应力的同时引起煤层透气性大幅度增加,瓦斯得到释放,瓦斯压力梯度大幅度下降,消除了激发突出的应力和瓦斯条件,且增大了煤体抑制突出的阻力,起到了很好的综合防突作用。实践证明,水力冲孔比普通抽放不仅布置的钻孔少、抽放时间缩短,而且抽放效果显著。     

水力冲孔快速消突技术的研究与应用

为提高石门揭煤和煤巷快速掘进速度,基于高压水射流破煤原理,研究了水力冲孔卸压增透的防突机理,通过理论分析、实验室研发及工业试验相结合的方法,阐述了水力冲孔的工艺流程及主要设备研发情况,并结合淮南矿区的实际条件,确定了水力冲孔的最佳破煤水压为煤的普氏系数的12~20倍。研究结果表明,在强突出煤层实施水力冲孔技术措施后,煤的弹性潜能得到释放,瓦斯压力梯度降低,有效消除了激发突出的应力,煤层的透气性增强,石门揭煤速度提高4倍,对比不同的防突措施,水力冲孔后煤巷掘进速度提高为原来的3~5倍,是中高压注水的3.3倍、是排放钻孔的2倍。     

水力冲孔技术在严重突出煤层中的应用

分析了掘进工作面各种防突措施的优缺点,研究了水力冲孔技术的防突机理,阐述了水力冲孔的工艺流程.研究表明,在严重突出矿井采用水力冲孔措施,可有效地消除激发突出的应力,大幅度地释放煤体中的瓦斯,增大了煤体抑制突出的阻力,很好地起到了综合防突的作用,且提高巷道掘进速度2～3倍.     

水力冲孔快速掘进技术

以焦作煤业集团九里山矿为研究背景,对掘进工作面各种防突措施的优缺点进行了分析比较,深入研究了水力冲孔技术的防突机理,阐述了水力冲孔的工艺流程。研究表明,在严重突出煤层采用水力冲孔技术,可以比较好的解决煤层的应力问题,由于槽孔的形成,在地压的作用下使煤体发生位移和松动,煤体中的瓦斯得到大量的释放,从而很好地起到了综合防突的作用,使巷道掘进速度提高了3倍以上。     

水力冲孔在潘二矿的应用

潘二矿的突出煤层、地质构造复杂的矿区急需一个安全有效的防突措施,从理论上分析采掘工作面多种消突措施的利与弊,从而引出水力冲孔这种简单、经济高效的防突措施,并阐述了水力冲孔技术的机理,在潘二矿应用取得了很好的效果。     

近煤岩巷水力冲孔快速防突技术实践

孟津煤矿主要大巷布置在二1、二2煤层之间,两煤层都属于突出煤层,煤层间距仅17 m,在矿井施工过程中经常出现大巷距离突出煤层过近(小于5 m)的情况.按照<防治煤与瓦斯突出规定>要求,必须采取防突措施并经效果检验无突出危险性后方可掘进.传统穿层预抽瓦斯的防突措施存在消突时间长、巷道掘进进度慢的特点,需找到一种快速的近煤岩巷防突技术.水力冲孔技术具有施工钻孔少、消突效果好的作用,是一种能够快速消除突出危险性的防突措施,在孟津煤矿西三车场应用,取得了圆满成功.     

近煤岩巷水力冲孔快速防突技术实践

孟津煤矿主要井底车场在二1、二2煤层之间,两煤层都属于突出煤层,煤层间距只有17 m,在矿井施工过程中经常遇见大巷距离煤层过近(小于5 m)的问题。《防治煤与瓦斯突出规定》第21条要求:所有突出煤层外的掘进巷道(包括钻场等)距离突出煤层的最小法向距离小于10 m时,必须边掘边探,确保最小法向距离不小于5 m。孟津煤矿的大巷不能满足此规定的要求,必须采取防突措施并经效果检验无突出危险性之后方可掘进。传统的穿层预抽瓦斯的防突措施存在消突时间长、巷道掘进进度慢的特点,现需找到一种快速的近煤岩巷防突技术,水力冲孔技术具有施工钻孔少、消突效果好的作用,是一种能够快速消除突出危险性的防突措施,在孟津煤矿西三车场应用,取得了圆满成功。     

深部低透气性煤层水力冲孔措施防突机理分析

针对淮南矿区谢桥、潘三等矿开展的水力冲孔消突试验,利用数值模拟软件ANSYS对水力冲孔措施前后所形成的孔洞进行了模拟解算;定量分析了冲孔前后孔洞周围煤体应力、应变和位移的变化情况,并结合现场实际对水力冲孔措施的防突机理进行了分析,结果表明：在深部无保护层可采的低透气性突出煤层中采用水力冲孔措施后,冲孔后的瓦斯浓度不仅比冲孔前提高了50％左右,而且抽放浓度和抽放瓦斯纯流量也增加了3倍左右,大幅提高了煤层的瓦斯抽放效率,降低了煤体的弹性潜能和瓦斯潜能等突出潜能,减少了煤层的突出危险性。     

基于水力冲孔的回采工作面快速卸压消突技术研究

为了确保煤巷掘进安全、高效和工作面的顺利投产,采用水力冲孔技术,对掩护煤矿掘进和回采的区域预抽钻孔进行强化抽采,研究了水力冲孔影响半径以及冲孔后钻孔预抽效果。研究得出:采用水力冲孔技术后,2713底板抽放巷水力冲孔影响半径在7 d后可以达到4.9 m,在10 d后可以达到5.7 m,在17 d后可以达到8.9 m,随后趋于稳定,抽放时间缩短为原来的一半;在40 d内水力冲孔效果达到极限;煤层透气性增加了约11.4倍,研究为类似低透气性高瓦斯突出煤层的高效安全瓦斯治理和安全生产提供技术支持。     

穿层水力冲孔增透技术在严重突出煤层中的应用

为了消除严重突出煤层的突出危险性,提高煤层瓦斯预抽率和突出煤巷掘进工作面的掘进速度,以义马煤业集团义安矿YX001工作面轨道巷为研究背景,对穿层水力冲孔增透技术的施工工艺及增透效果进行了研究。现场应用表明,穿层水力冲孔增透技术措施能降低煤层瓦斯压力,增加透气性,冲孔后,残余瓦斯含量下降到3.34~6.43 m3/t,有效地消除了煤层突出危险性;大幅度释放煤体中的瓦斯,使严重突出煤层巷道掘进速度提高了1倍以上,掘进速度达70 m/月(18.3m2大断面),取得了良好的综合防突效果。     

穿层高压水力冲孔造穴增透消突技术探讨

为了实现煤巷高效安全掘进,在玉溪煤矿中央辅助运输大巷进行了穿层高压水力冲孔造穴技术试验。试验结果表明,水力冲孔造穴对煤层瓦斯快速抽采和煤层卸压消突效果显著,钻孔抽采瓦斯量提高了7到15倍,冲出的软煤达到2~2.5 t。     

水力冲孔卸压增透区域消突技术应用

文章分析了底板巷水力冲孔消突技术的防突机理,介绍了水力冲孔的工艺流程,提出了"三步抽"的施工工艺。研究表明,采用水力冲孔区域消突措施,可有效的消除突出应力,释放大量瓦斯,大幅度的增加煤层的透气性,起到了综合防突的作用,保障了工作面的安全回采,经济效益和社会效益十分显著。     

水力冲孔倾角优化研究

为了研究水力冲孔倾角对水力冲孔效果的影响规律,基于河南平禹煤电有限责任公司白庙矿二1煤层,介绍了水力冲孔消突机理,通过数值分析、现场实践相结合的方法,阐述了水力冲孔后,塑性破坏范围、出煤量与冲孔倾角之间的关系。研究表明,在特定的区间内,随着冲孔倾角的增大,塑性破坏范围和出煤量均呈现先减小后增大的类余弦变化规律,且减小的变化率明显大于增大的变化率。     

液压喷射泵脉冲消除措施初探

针对国内外工程领域中液压喷射泵在喷射混凝土时产生脉冲的现象,深层次分析了其产生机理,并提出了消除脉冲的措施.     

正反循环洗井快速转换管汇的研制

根据现有正反循环洗井转换操作中出现的问题，提出了正反循环洗井快速转换管汇的设计方案。对正反洗并快速转换管汇的结构组成、工作原理、操作使用进行了阐述。结果表明，该快速转换管汇原理可行，结构合理，工作可靠，可以大量推广使用。     

水力冲孔物理模拟试验研究

利用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统和旋转高压水冲孔物理模拟试验装置,开展不同冲孔转速下的水力冲孔物理模拟试验,对水力冲孔过程中的冲出煤量,冲孔后的孔洞形态及抽采过程中气体压力、流量等参数的动态演化规律进行探讨。结果表明:水力冲孔后的孔洞尺寸较大,横截面仍近似呈圆形,表面出现大小不一的槽缝,同时随着冲孔转速的提高,冲出煤量和冲孔后的孔洞等效半径整体呈增加趋势;水力冲孔后的瓦斯抽采与冲孔前相比,相同位置测点的气体压力下降速度更快,气体流量更大,卸压增透效果明显。     

掘进机液压系统故障分析与排除

由于掘进机在复杂环境和工作条件下工作容易发生故障,特别是液压部分发生故障较多,也较复杂,而且难查找。介绍了掘进机故障分析的准备工作和分析方法,并结合掘进机的实际,提出了常见故障的分析与排除方法,以利提高查找掘进机故障的水平,促进掘进机安全高效生产。     

基于水力冲孔的瓦斯综合抽采技术研究

在基于水力冲孔卸压增透措施的基础上,提出了穿层钻孔瓦斯综合抽采技术,即水力冲孔结合卸压带瓦斯捅孔抽采与采空区瓦斯抽采。首先研究了综合抽采措施的理论基础;其次,结合某矿实际情况,现场进行了应用;最后考察了瓦斯抽采情况与消突效果。结果表明,该技术获得了较好的抽采效果,消除了突出危险性。相关研究为类似矿井的消突方案提供了参考。