高压磨料射流在防治煤与瓦斯突出方面的研究与应用

针对郑煤集团大平矿发生特大煤与瓦斯突出事故,研究了高压磨料射流割缝装置及高压磨料射流割缝防突机理,并且在大平矿高突工作面进行了工业性试验。试验结果表明,高压磨料射流割缝技术能避免高突工作面的突出事故,提高了掘进速度,缓解了高突掘进面的采掘接替紧张问题,具有较好的经济效益和社会效益。     

极度松软煤层掘进面煤与瓦斯突出防治技术

通过河南平宝公司首山一矿己15-12010运输巷掘进工作面的瓦斯地质分析,提出了高压磨料射流割缝技术与钻孔瓦斯排放相结合的综合防突技术措施,提出从点到线、从线到面,继而构成立体的卸压理念,大大提高了突出危险掘进工作面的掘进速度.     

高压磨料射流割缝技术在“三软”不稳定煤层中的应用

为了解决"三软"煤层的突出问题,从理论上分析了高压磨料射流在卸压增透方面的可行性,并结合RFPA2D-Flow软件分析了割缝7.5m时煤层内瓦斯压力变化和流动情况。在大平矿工作面进行的试验结果表明,高压磨料射流技术能够有效增加瓦斯释放通道,提高单循环掘进速度,降低煤体瓦斯压力,提高煤层透气性系数。     

高压磨料水力割缝防突技术

系统地分析了高压磨料水力割缝防突技术的机理,介绍了其工艺流程和有关技术参数的研究情况,阐述了高压磨料水力割缝防突技术在突出煤层快速掘进中的防突作用,试验表明了高压磨料水力割缝防突技术是突出煤层快速掘进中的一项有效防突措施,其具有良好的实用性和广阔的推广前景。     

基于水力割缝的高瓦斯煤层掘进工作面强化增渗技术与实践

以山西省潞安一缘煤业150112试验工作面运输巷的掘进为工程背景,基于GF-100型超高压水力割缝设备,分析了煤巷掘进工作面高压水力割缝强化瓦斯抽采的技术原理。将高压水力割缝工艺与高瓦斯矿井煤巷的安全、快速掘进有机结合,提高了掘进工作面煤体的渗透特性,增强了瓦斯抽采效果,形成了基于水力割缝的高瓦斯煤层掘进工作面强化增渗技术工艺体系,并在试验工作面煤巷掘进中进行了应用。结果表明:①将高压水力割缝工艺应用于高瓦斯矿井煤巷的掘进作业,解决了使用常规方法施工措施钻孔工程量大、抽采周期长的问题;②在采用水力割缝作业期间,瓦斯抽采量提高了2.36～2.4倍,平均日进尺提升了近2.5倍。     

高压磨料射流割缝技术及其在防突工程中的应用

分析了煤层巷道煤与瓦斯突出机理,提出了整体卸压理念,开发了高压磨料射流割缝防突技术并且在煤层巷道掘进工作面进行了实际应用.应用结果表明：该技术可用于具有突出或冲击危险的煤层,可以使钻孔之间相互沟通,造出缝隙,使煤体得到充分卸压、煤体中的瓦斯得到排放和应力得到解除,为掘进工作提供较为安全的工作环境.     

高压磨料射流割缝防突技术在大平煤矿的应用

介绍了高压磨料射流割缝的工作原理、系统组成及防突机理。在大平煤矿16121下副巷掘进工作面的应用表明,该技术可用于具有突出危险的煤层,可以使钻孔之间相互沟通,造出缝隙,使煤体得到充分卸压,煤体中的瓦斯得到排放,从而达到防突和提高单进的目的。     

高压磨料射流割缝技术在软煤层突出工作面的应用

论文结合平煤集团四矿实际生产情况,在分析原来超前排放钻孔防突技术的基础上,介绍了高压磨料射流割缝技术在防突卸压方面的应用,并进行了高压磨料射流割缝技术防突设计,确定了射流割缝防突技术参数,为高破坏松软突出煤层的巷道掘进提供了另类有效的防突途径。     

本煤层水力割缝技术在掘进防突工作中的应用研究

瓦斯灾害严重制约着矿井采掘接替正常进行,为此有必要研究掘进过程中的相关防突技术。提出了在本煤层掘进头进行水力割缝,提高煤层透气性和瓦斯抽采效率,从而提高巷道掘进速度。通过现场试验研究发现:掘进过程中采用水力割缝技术可明显提高瓦斯涌出初速度,平均提高180.67%;掘进过程中采用水力割缝技术还可明显提高矿井瓦斯抽采纯量,平均提高255.78%;此外,残余瓦斯含量平均降低46.11%。采用水力割缝技术后,掘进效率明显提高,工作面安全性显著增强,因此,水力割缝技术在掘进防突工作中具有极大的应用前景和经济效益。     

芦岭煤矿高压磨料射流钻割一体化防突试验研究

为了有效地消除煤层突出危险性,利用高压磨料射流钻割一体化技术,在Ⅱ8210工作面底板双岩巷实施对该工作面的消突试验,测定了割缝后瓦斯抽采速度和流量。实践证明,该技术可以有效地消除煤层的突出危险性,从而为矿井安全生产提供保障。     

水力掏槽防突措施的机理研究

工业试验证实水力掏槽防突措施能有效地保证掘进中的施工安全,掏槽后快速消除突出危险,提高突出地段煤巷掘进速度。对水力掏槽措施中的高压水射流、地应力、瓦斯内力等参数进行了分析研究,研究了水力掏槽防突的机理。     

煤巷掘进水力掏槽防治煤与瓦斯突出技术

通过理论研究和工业试验,确定了水力掏槽新掘进防突措施,并提出了适合焦作矿区的防突措施参数,系统评价了水力掏槽防突措施的有效性、适应性和安全性.研究结果表明：水力掏槽防突措施是高压水通过水枪产生高流量的稳定射流破碎前方煤体形成槽硐,槽硐周围煤体得到充分卸压,释放出大量瓦斯,煤体物理力学性质发生改变.当卸压槽具有足够面积时,在巷道周围形成卸压和排放瓦斯的煤带,解除突出危险性.2 000 m严重突出地区巷道掘进表明：正常掘进期间未发生一次突出,巷道安全掘进速度提高2倍以上.     

水力造穴增透预抽在掘进面区域防突中的应用试验

以山西潞安集团一缘煤业的150112回风巷掘进工作面为试验地点，对水力造穴增透顺层条带预抽区域防突措施进行研究。试验采用前进式造穴工艺，在掘进工作面迎头打设5个长度为120m的造穴钻孔，实际造穴52个，造穴规格为长1m×Φ0.8m的圆柱体，造穴水压为16～18MPa，总出渣量150t。通过本次试验得出：造穴钻孔的标况日平均抽采纯量由未造穴时的62m提高到316m|掘进过程中巷道回风流瓦斯浓度由原来的0.7%降低到0.4%|造穴区域的软分层相比未造穴区域煤层含水量升高，煤质变硬，粉煤减少，掘进过程中产尘量减少，瓦斯动力次数减少，掘进效率大幅提高。但由于水力造穴过程会对煤层结构及顶、底板产生一定的破坏，所以在巷道掘进期间需加强顶板及巷道两帮的支护管理，且水力造穴技术不适用于造穴影响范围内巷道顶、底板有遇水后变软岩层的矿井。     

煤矿井下磨料水射流切割机的设计及应用

 磨料水射流切割技术,是一种安全的“冷”切割技术,不会因产生火花而引起瓦斯爆炸事故。为满足煤矿井下的切割作业需要,设计并加工了便携式煤矿井下磨料水射流切割机。设备主体分为两部分,用一根高压软管连接,工人操作手持切割喷枪进行切割作业,切割速度可达40mm/min;通过压力表可以监测系统压力、喷嘴磨损、磨料用量等指标。该设备的使用实现了煤矿井下切割作业的安全进行。     

潘三矿13-1煤层水力冲孔试验研究

为考察潘三矿13-1突出煤层水力冲孔技术措施的消突效果,基于13-1煤层的赋存条件,介绍了潘三矿-650 m东四运输大巷利用穿层钻孔进行水力冲孔试验的过程,研究了水力冲孔的冲出煤量、风流中瓦斯浓度、考察孔瓦斯流量、瓦斯抽采半径和冲孔前后瓦斯抽采流量变化等5个方面。结果表明:在单孔每米冲出煤量达到2.0~3.0 t时,13-1煤层瓦斯抽采半径达到4.5 m,考察孔瓦斯流量为冲孔前的10倍以上,瓦斯流量衰减系数仅为冲孔前的30%,在冲孔控制区域内煤体得到卸压,煤层瓦斯含量降低了近70%,释放了煤层的突出潜能,取得了明显的卸压增透效果。     

Research on hydraulic slotting technology controlling coal-gas outbursts

Measured to control serious coal-gas outburst in coal seam were analyzed by theory and experimented in test site. A new technique to distress the coal-bed and drain methane, called hydraulic slotting, was described in detail, and the mechanism of hydraulic slotting was put forward and analyzed. The characteristic parameter of hydraulic slotting was given in Jiaozuo mining area and the characteristic of validity, adaptability and security was evaluated. The results show that the stress surrounding the strata and the gas in coal seam is released efficiently and thoroughly while new techniques are taken, as slotting at heading face by high pressure large diameter jet. The resistance to coal and gas outbursts is increased dramatically once the area of slotting is increased to a certain size. In the process of driving 2 000 m tunnel by hydraulic slotting excavation, coal and gas outburst never occurre. The technique could be used to prevent and control potential coal-gas outburst in the proceeding of tunnel driving, and the speed tunneling could be as high as more than 2 times. Supported by National Nature Science Foundation of China(50534070); International Science and Technology Cooperation and Communion Key Project of Ministry Science and Technology of China (2005DFA61030); Natural Science Foundation of Henan Province (200510460014); Coal Mine Gas and Fire Prevention and Control Key Laboratory Foundation of Henan Province (HKLGF200708)     

新型高压旋转水射流扩孔钻具的研制及应用

为了有效预防煤与瓦斯突出,根据掘进工作面主要防突措施的优缺点、防治煤与瓦斯突出的技术原理及水力化局部防突措施的机理,研制了回转式高压旋转接头及扩孔喷头,利用钻机带动钻杆进行高压水扩孔。结果表明:新型高压旋转水射流扩孔钻具可以有效提高煤体的力学强度,降低煤体应力集中,提高低透气性煤层的瓦斯抽放效果,促进瓦斯的释放,增强防止煤和瓦斯突出的能力。     

Portable mixed abrasive water jet equipment for rescue in high gas mine shaft

In order to rescue a trapped miner and clean out roadways quickly in a high gas mine shaft after a mining mishap, a special portable cold-cutting equipment is needed. the main technology parameters were calculated according to the advanced cold-cutting technology of high pressure abrasive water jet and the portable mixed abrasive water jet equipment (PAWE) was designed to meet the needs of emergency rescue in high gas mine shafts. Tested the PAWE in a high gas environment, and the result shows that the maximum cutting depth of solid iron pipe is 18 mm and the recoilforce of the sprayer is 28.9 N under the conditions that actual cutting pressure is 29 MPa, starting target distance is 10 mm, cutting speed is 180 mm/min and concentration of abrasive is 32%. The course of the experiment in the high gas environment was smooth and continuous, without any explosion. The PAWE is easy to move and operate, but the nozzle which was worn badly in the sprayer should be changed every 8 minutes.     

用长钻孔控制松动爆破防治综采工作面煤与瓦斯突出

介绍了长钻孔控制松动爆破防治机采工作面煤与瓦斯突出技术在阳泉一矿的研究试验情况。研究结果表明：实施控制松动爆破后，降低了应力，排放了煤体瓦斯，达到了防突和加快工作面推进度的目的。