高压水射流环切割缝自卸压机制与应用

摘要：

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.

关键词：高压水射流、环切自卸压增透、低透气性煤层、瓦斯抽采、钻孔

所属期刊栏目：43

分类号：TD712.6(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家重点研发计划资助项目2017YFC0804206;重庆市社会事业与民生保障科技创新专项资助项目cstc2017shmsA90008;中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项资助项目2018MS011

在线出版日期：2019-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：3016-3022