高压水射流割缝提高穿层钻孔瓦斯抽放效果的试验

 针对如何解决高瓦斯煤层采掘过程中瓦斯超限的问题,提出了高压水射流割缝提高穿层钻孔瓦斯抽放效果的技术。文章分析了高压水射流割缝对瓦斯的作用机理,介绍了高压水射流割缝系统设备、工艺以及现场试验情况。通过对钻孔进行高压水射流割缝,从而增加了钻孔的煤层暴露面积以及卸压范围,钻孔瓦斯抽放量提高了2倍以上,瓦斯抽放效果有了显著的提高。     

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。     

非淹没高压旋转水射流喷嘴割缝参数试验研究

利用高压水力系统在实验室对不同设计参数的高压水射流喷嘴进行了切割不同硬度试样的试验,找出了喷嘴参数与割缝宽度和深度的关系,优化了割缝喷嘴的设计和加工参数,为高压旋转水射流割缝喷嘴的设计和加工以及割缝技术在煤矿瓦斯抽采领域的应用提供了实验依据。     

高压水射流割缝参数试验研究

高压水射流割缝是一项能够有效提高煤层透气性的卸压增透技术,卸压增透效果与高压水射流割缝参数密切相关.为了研究适合长平矿的高压水射流割缝参数,本文设计并施工了水射流割缝压力、割缝间距、割缝时间的试验钻孔,通过现场试验数据分析,研究了割缝压力、时间、间距与割缝效率以及瓦斯抽采效果之间的关系.研究结果表明:适合于长平矿的割缝压力为70 MPa^80 MPa较为合理,割缝时间4 min左右,割缝间距为1 m^1.5 m为宜.     

水力割缝防突技术在掘进工作面的应用

分析了高压水射流水力割缝防突机理,并在新安煤矿14221工作面现场进行了水力割缝防突技术试验,结果表明,在水力割缝过程中有大量煤与瓦斯随水流从钻孔内排出,各割缝孔平均冲出煤62 kg,巷道瓦斯浓度最大为0.8%,比未割缝前的瓦斯浓度增加了2~3倍;钻孔瓦斯涌出初速度v最大值由割缝前的20 L/min降到割缝后的4 L/min,v值下降80%左右。水力割缝技术能使煤体卸压带加长,煤体瓦斯潜能及弹性能得到有效释放,应力集中区向内部转移,减弱或消除了煤体的突出危险性。     

柿花田煤矿掘进工作面瓦斯治理技术探讨

为消除11071工作面顺槽掘进过程中的煤与瓦斯突出危险性,采用多种方法进行瓦斯预抽。通过总结对比多种瓦斯预抽措施的消突效果,指出高压水射流割缝技术适用于本矿井复杂地质环境与高瓦斯条件下的突出危险性消除。采用高压水射流割缝后钻孔瓦斯抽采量提高4.4倍,煤巷掘进速度提高50%。     

余吾矿N1103工作面高压水射流割缝效果分析

为了研究高压水射流割缝技术在余吾矿的应用效果,采用理论分析与现场测试相结合的方法,在该矿N1103工作面运输顺槽进行施工。选择瓦斯抽采浓度、抽采有效半径作为评价指标。通过对实施高压水射流割缝技术的钻孔和未实施该技术的钻孔进行对比,发现实施后的钻孔瓦斯抽采浓度提高了近20%,有效抽采半径提高到原来的近3.5倍,验证了高压水射流割缝技术在余吾矿的适应性。     

高压水射流割缝对煤体扰动影响规律研究及应用

基于高压水射流割缝层内卸压增透技术,运用ANSYS软件建立模型,模拟了高压水射流割缝后不同割缝宽度条件下煤体位移、应力的变化,根据模拟结果分析了割缝煤体受扰动影响的变化规律;同时在平煤集团十三矿进行了现场的试验和应用,并对割缝钻孔和普通钻孔进行了单孔抽采流量考察。ANSYS模拟研究表明,割缝宽度不同造成周围煤体位移和应力显著变化,割缝宽度增大煤体受扰动影响范围增大,加大了煤体裂隙扩展,提高了割缝煤体的卸压效果;经现场试验和应用,煤体进行高压水射流割缝后,割缝钻孔起始瓦斯抽采量是普通钻孔的2.5倍,且在考察时间内割缝孔的抽采流量远大于普通孔,提高了瓦斯抽采效率。     

高压水射流环切割缝自卸压机制与应用

为解决深部矿井低透气性煤层瓦斯抽采难题,针对穿层钻孔提出了高压水射流环切割缝煤层自卸压增透技术。通过瓦斯流动理论分析普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动模式,分别建立了普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动微分方程,获得了高压水射流环切割缝自卸压技术改善煤层瓦斯流动机制;采用FLAC3D软件建模分析高压水射流割缝后钻孔周边煤体应力演化规律,基于煤体卸压程度及塑性区分布特征,确定了穿层钻孔合理化割缝参数;通过底板穿层钻孔高压水射流环切割缝技术现场考察,环切割缝后煤层变形量达到0.136%,煤层透气性系数较原始状态提高了42倍,瓦斯抽采纯量相较普通钻孔提高3.44~5.32倍,同等条件下煤层抽采半径提高了1倍以上。理论研究与现场试验均表明,采用高压水射流切割在煤层内部形成环形缝槽,能有效改善钻孔煤体应力状态,增加煤层渗透性,提高瓦斯抽采效率。     

高压水射流割缝提高瓦斯抽放效率的研究

为了提高坚硬煤层的瓦斯抽放效率,利用高压水射流对瓦斯抽放钻孔进行割缝.采用计算机模拟优化影响高压水射流切割质量的各种参数,研究了高压水射流割缝提高瓦斯抽放效率的作用机理,并进行了井下高压水射流割缝工业性试验.试验结果表明:高压水射流割缝改变了煤体的原始应力和裂隙状况,改善了煤层中的瓦斯流动状态,瓦斯抽放量提高了5～6倍,瓦斯抽放速率提高了6～8倍,从而提高了煤层瓦斯抽放效率.     

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。     

穿层钻孔割缝混合强化预抽煤巷条带消突机制研究及应用

针对普通钻孔网格式布置掩护煤巷掘进增透效果差、卸压不充分的问题,提出了穿层钻孔割缝混合强化预抽煤巷条带消突技术,研究了其增透卸压消突机制,并进行了现场应用.研究结果表明,高压水射流冲击应力波反射形成的径向拉力对裂缝系统的生成起着关键作用,可以预置弱面增强其反射作用.普通孔对割缝孔卸压带的延伸起到了导向作用,而割缝孔对普通孔卸压带的扩展起到了激励作用,割缝孔和普通孔的卸压带相互连接形成整体卸压.现场试验结果表明,煤层透气性及钻场抽采平均纯流量大幅度提升,措施后掘进工作面防突预测指标未出现超标现象,消突效果明显.     

低透气性煤层高压振荡水射流割缝增透机理及效果分析

针对卧龙湖煤矿煤层埋深大、地应力大、渗透率低、钻孔塌孔等问题,提出了一种高瓦斯低渗透性突出煤层的高压振荡水射流割缝技术;分析了煤体割缝后的应力分布状态和卸压效应,并进行了现场试验。结果表明,割缝孔槽在轴向方向上会产生卸压效应并产生裂隙,煤层透气性相应提高;相比普通抽采钻孔,割缝钻孔瓦斯抽采总量、单孔瓦斯抽采量显著提升,消突达标时间缩短30%以上。     

底板巷水射流网格式割缝强化增透技术研究及应用

针对杨柳矿抽放巷普通穿层钻孔布置掩护煤巷掘进增透效果差、卸压不充分的问题,提出了水射流网格式割缝强化增透技术,并在杨柳矿1063机巷抽放巷实施现场试验,现场试验表明:高压水射流通过在煤层进行割缝形成卸压空间,促使煤体发生膨胀变形,煤体渗透性得到改善,促进瓦斯的解吸流动,提升瓦斯抽采效果;通过割缝孔网格式布置掩护巷道掘进能够实现强化增透及局部高效消突。     

高压水射流割缝及其对煤体透气性的影响

基于高压水射流割缝卸压增透技术,对割缝后瓦斯抽采和煤体透气性的变化进行了研究;分析了地应力和瓦斯压力对煤体透气性的影响;根据现场实际割缝工艺建立模型,采用FLAC软件模拟计算了割缝煤体卸压影响范围的变化特性;采用相似物理模拟实验的方法建立相似模型,测定煤体在割缝卸压变化过程中透气性的变化规律;并进行了现场试验验证与应用。研究表明：高压水射流割缝后煤体周围会产生卸压,煤体透气性随割缝卸压影响而增大;现场试验结果显示,割缝后煤体透气性增大至原来的113倍,抽采有效影响半径扩大1倍。     

高压水射流切缝技术在低透气性突出煤层中的应用

介绍了高压水射流切缝技术在低透气性突出煤层中的应用,证明了高压水射流切缝技术对高瓦斯低透气性突出煤层有着良好的卸压增透防突作用.     

水力割缝防突技术应用实践

介绍了大平矿16121运输巷掘进工作面的地质和瓦斯地质情况,根据高压水射流割缝防突技术的原理和适用条件,在该面进行了试验,经过试验效果的对比和分析,证实该技术适合该面的条件,具有良好的安全效果和经济效益。     

高压脉冲水射流割缝半径及影响半径的测试方法

为了更好掌握高压脉冲水射流割缝切割范围与影响范围,增强高压脉冲水射流在各煤层的适应性,获得合理的射流割缝参数,对平煤股份十矿己15煤层高压脉冲射流割缝深度及影响半径进行了测试,得出当喷嘴直径为3 mm、泵压为20 MPa、出煤量大于4 t时高压脉冲水射流割缝半径为1 m,其影响半径为4 m,为优化工作面穿层高压脉冲射流割缝钻孔的布置、进一步强化瓦斯抽采效果提供依据。     

新安煤田高压水射流石门揭煤快速消突技术及应用

为了解决新安煤田煤层突出危险性大,煤层松软,透气性差,抽采困难的状况,提出了高压水射流石门揭煤快速消突技术。通过在孟津煤矿11031运输巷揭煤工作面采用高压水射流割缝卸压增透技术,对该揭煤区域实现了高效快速瓦斯抽采,应用表明采用该技术后平均瓦斯抽采浓度提高3倍以上,平均单孔瓦斯抽采纯量提高5倍以上;采用该技术可使瓦斯抽采钻孔量缩减82%,揭煤时间缩短73%,节约了生产成本,缓解了矿井的抽、采接替矛盾。     

钻割一体化技术在煤巷掘进消突中的应用

针对孟津煤矿二2煤层高瓦斯松软低透气性的现状,选择了钻割一体化增透措施。介绍了钻割一体化技术增透机理,研究了钻割抽一体化技术在高瓦斯松软低透煤层煤巷掘进中的消突效果。研究表明,在该矿二2煤层煤巷掘进中实施钻割一体化高压脉冲水射流割缝技术割缝有效影响半径达2.5 m,煤层残余瓦斯含量低于8 m3/t,起到理想的卸压消突效果,且采用钻割一体化技术与普通超前钻孔技术相比,单个循环钻孔数减少51.9%,消突措施执行时间缩短38.1%,单孔抽采量提高率达61.87%,有效缩短了煤巷掘进时间。