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高压水射流扩孔技术在煤矿行业的可行性分析

时间:2013-08-04     来源: bat365中文官方网站

采用钻孔进行瓦斯抽排,是突出矿井防突的主要措施,也是降低煤层瓦斯涌出,减少工作面瓦斯超限的常用方法。钻孔抽排瓦斯的效果,受到钻孔直径大小和钻孔周围媒体卸压范围的影响。采用钻机施工大直径钻孔存在着垮孔严重、排渣困难、成孔长度短以及钻机负荷大等技术问题,技术和经济上是不可取的。为此,必须寻求新的技术方案。
 
高压水射流扩孔技术在煤矿行业的可行性分析:
 
高压水射流扩孔技术原理是在施工小直径钻孔时,进入煤层后利用高压旋转水射流对煤层成近圆柱体切削,从而使小直径钻孔在煤层段形成更大腔体,增加抽放钻孔内煤层的暴露面积,最终增加钻孔抽放效率。同时,由于高压水射流的影响,抽放钻孔附近煤层有增加透气性、增强煤体硬度及解除应力卸压的效果。
 
高压水射流扩孔研究钻孔布置图
 
高压水射流扩孔施工工艺为,首先在钻场施工Φ75 mm或Φ89 mm的小孔径普通钻孔,穿透全煤层后撤钻,将高压水射流装置送入钻孔煤层位置进行高压水射流扩孔切割,高压水会在高速旋转中将媒体逐层切割下来,煤屑通过排渣喷嘴从钻孔内排出,几乎没有煤屑排出时即可停止扩孔。
 
bat365中文官方网站在丁集煤矿进行了高压水射流扩孔试验,具体详情请参照《丁集煤矿高压水射流扩孔试验分析》,我们在丁集矿西一采区低抽巷对11-2煤层进行的高压水射流扩孔实验研究表明,高压水射流扩孔可将钻孔煤层部分直径增加8倍,使煤层透气性系数增加近5倍,使相同时间内抽放量增加3倍,明显缩短抽放周期,大大提高了抽放效率。
 
高压水射流扩孔设备示意图
 
现场施工表明,在用小直径钻头施工1个穿层抽放钻孔后,再用高压水射流设备扩孔只增加1/10左右的工作时间,但抽放能力却是扩孔前的3倍。因此,在取得相同抽放效果的前提下,应用高压水射流扩孔可节省近2/3的施工量。
 
综上所述,我们可以看出使用高压水射流扩孔技术在煤矿行业的应用是可行的。高压水射流对于提高钻孔的瓦斯抽放效率、增加煤层的透气性、降低瓦斯压力和含量具有非常好的效果。
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