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松软煤层高压水力割缝增透技术及应用
来源: 时间:2022-08-17 浏览:9819
为了解决万顺煤矿CS煤层透气性差、抽采效率低、抽采时问长等难题,采用高压水力割缝增透技术和常规瓦斯抽采措施对12501运输巷二石门以北部分条带区域进行了现场对比试验。结果表明:水力割缝预抽钻孔单孔平均浓度提高到常规预抽钻孔的2.12倍,单孔平均抽采纯量提高到常规预抽钻孔的2.31倍,煤层残余瓦斯含量抽采达标时问缩短了5 7%高压水力割缝增透技术措施对提高煤层透气性和瓦斯抽采效率有明显效果。


      高压水力割缝是将水用高压输水泵增压,然后通过高压输水管路、钻杆、专用割缝器将高压水形成一股高压水射流,通过钻杆的旋转作用带动高压水射流在钻孔内对煤岩体进行旋转切割破碎,从而对周围煤岩体进行局部卸压增透。

      高压水力割缝切割处理煤层主要是利用高压水射流沿孔对周围煤层进行旋转切割,在钻孔周围煤层内形成相对均匀卸压区的卸压措施。在钻孔中利用高压水的冲击能力对煤体割缝,会将钻孔周围煤体破坏,并利用水流将切割下来的煤体排出孔外,在煤层内形成一个具有一定宽度和深度的卸压区,割缝卸压区影响范围内的煤层在外力作用下产生不均匀的变形和破坏,使周围煤体发生激烈的位移和膨胀,在煤层内部中生成了后生裂隙,增加了煤体中的裂隙,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,为瓦斯的解吸和流动提供通道,进而增强煤层的透气性,为瓦斯的抽排提供了有利条件[2-4]。同时,随着煤体的破裂及孔隙率增大,原始煤体的吸附瓦斯转变为游离瓦斯,煤体瓦斯解吸率提高,有利于煤层瓦斯的高效抽采,快速消除煤与瓦斯突出危险性。

    高压水力割缝系统主要由三部分组成:①高压注水泵站(含高压注水泵、水箱和控制箱),其主要作用是为水力割缝持续提供高压水;②钻机、高压密封钻杆、钻头及附属设备,其作用是实现钻孔的施工以及输送割缝器到煤层割缝位置;③配套的钻割一体割缝器、高压水管等设备及配件,主要作用是输送高压水并形成可以对煤体进行切割作用的高压水射流。水力割缝系统如图1所示。



  1瓦斯预抽钻孔高压水力割缝后,单孔平均瓦斯抽采浓度和单孔平均瓦斯抽采纯量相对于未割缝预抽钻孔均大幅增加,平均增幅分别达到2.12倍和2.31倍,并且煤层残余瓦斯含量抽采达标时问至少缩短了57%}高压水力割缝增透技术预抽煤层瓦斯有利于提高瓦斯抽采率、减少抽采时问、缩短瓦斯治理周期,有利于刁一井采掘接替工作,优化刁一井采掘部署。

   2对煤层瓦斯预抽钻孔实施水力割缝后,使煤层透气性增加,是实现松软低透气煤层快速、安全完成瓦斯治理工作的技术措施,有利于优化刁一井采掘部署,具有很好的安全和经济效益。

   3在水力割缝施工中由于高压水射流破碎煤体,使得钻孔内煤层游离瓦斯快速释放,造成水力割缝现场瓦斯量急剧增大,应加强施工现场瓦斯检查工作,并采取措施防止由于喷孔等原因造成瓦斯事故。

 


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