浅谈水利冲孔技术在九里山矿的实践应用与效果分析

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1、煤矿现代化2013年第2期总第113期水利冲孔技术在九里山矿的实践应用与效果分析马会华。田铁军(鹤煤(集团)公司计划部，河南鹤壁458000)摘要九里山矿开采的是突出煤层，地质构造复杂的矿区需要一种安全可靠的防突措施，本文简要介绍了水力冲孔技术在九里山矿15071工作面底板抽采巷应用，并对有关参数进行了分析。关键词水利冲孔；应用；效果分析中图分类号：TD713．3文献标志码：B文章编号：1009—0797(2013)02—0022—031水利冲孔技术2水力冲孔效果分析水利冲孔技术是在具有突出煤层中打钻，利用2．1出煤量与钻孔倾角的关系钻头切割和高压水冲刷

2、煤体，使周围的煤体得以充根据15071底板巷抽采钻孔的设计和实际情分卸压，大大增加其瓦斯渗透率，排除碎煤和瓦斯，况，每组钻孔选择单列的3#、7拌和11#共3个钻孔释放突出潜能以减少和消除突出危险性的措施。分别进行水力冲孑L，其倾角分别是82。、46。和1．115071底抽巷抽采设计19。。统计分析这3种倾角的冲孔出煤量后，可知，15071底抽巷距煤层底板平均垂距7m，设计长7#钻孔的出煤量效果最佳，具体如图2所示，7#钻度790m，采用锚网喷支护，巷道宽3．6m，高3m，在该孔利用冲孑L水自重力排渣能力优于3#，而利用煤体底板岩巷实施穿层钻孔预抽1507

3、1工作面运输巷煤自重力排渣能力优于11#钻孔，统计平均单孑L出煤巷条带煤层瓦斯，掩护其安全快速掘进。该设计采用量3#为1．36t，7#为2．46t和11#为1．74t，可以证实直径94mm钻头开孔，每组钻孔间距为5m，每组分7#钻孑L的单孔出煤效果最佳。因此，选择每组的6、两列布置，相邻两列钻孔间的水平距为2．5m，控制7、8和9撑钻孔冲孔效果应该最好，但是不能控制较15071运输巷轮廓线外不少于15m。穿层钻孔设计图大的有效影响范围。所以，应综合考虑选择最佳冲孑L如图1所示，钻孔参数如表1所示。水压、水流量和孔径等因素，来提高出煤量。+3号孔(82。)

4、+7号孔(46。)+1l号孔(19)0．1O090．08，、．!仉070．06也05翻n强攀睨03n0l图1穿层钻孔设计剖面图0．0o97l00101l021031051o7l08111112113l26127l28l29表1穿层钻孔设计参数表孔组号图2冲孑L出煤量与钻孔倾角的关系倾角方向倾角方向2．2确定合理的冲孔水压出煤速度总体上与水压呈正比关系，出煤速度不宜过高，容易堵塞，造成憋孔、埋钻。经过统计分析，孔口水压达到8MPa时，水力冲孑L效果较好，若考虑到沿程压力损失时，15071底板抽采巷泵站压力必须>10MPa时，才能保证有较好的冲孔效果，冲孑L

5、水1．2水力冲孔设备压和出煤速率的关系具体如图3所示。水利冲孔选用的乳化液压泵型号BRW200—31．2．3冲孔钻头喷嘴选型5，最高泵压31．5MPa，最大流量200Umin、O31．5ram前期试验阶段，冲孔时钻头上喷嘴分别试用了的高压管路。钻头有089和~94mm；喷嘴有O2．0、6X中2mm、3×3ram、3X6ram、2X3+1XO3．0、O6．0ram；钻杆O50mm，长度500mm。O2mm等各种选型的喷嘴，经过试用得出，选用3X·22·煤矿现代化2013年第2期总第113期其魁璐∞∞∞∞∞∞∞加m03mm的喷嘴冲孔时，水压能满足要求，出水量

6、相对以上，说明同组双列钻孔瓦斯抽采浓度也受到单列适中，现场使用效果最为理想。水力冲孔影响。总体来看，水力冲孑L煤层增透技术，0．O6能明显的提高瓦斯抽采效率，实施水力冲孔单列平均浓度为同组未冲孔双列的1．2倍。’昼0．O4瓣龚o．oz茁~／LIPa图3冲孔水压与出煤速率的关系2．4测算冲孔孔洞比2012年1-2月共冲孔126个、总出煤量为(3)同组单孔对比。220．75t，井下现场冲孔过程中出煤的有效长度为选择1月份冲孔的103组可以明显看出，3#、7#1-3m，平均单孔出煤量为1．8t，相当于冲孔段形成了和l1#抽采浓度变化趋势优于其他钻孔，这3个钻孔

7、04001200mm的孔洞，按照平均煤厚6m计算，则的瓦斯抽采浓度在1月的抽采过程中基本都在80％依据目前的冲孑L条件，冲孑L后钻孔煤段的孑L径相当以上，实现了瓦斯高效抽采，具体如图6所示，同组的于由中94ram增大为200ram的孔径，是原来直径其他钻孔也保持较高的抽采效果，水力冲孔钻孔单孔的2．1倍。平均瓦斯抽采浓度是同组未冲孔钻孔平均浓度的1．32．5钻孑L瓦斯抽采浓度分析倍，充分说明水力冲孔煤层增透技术效果明显。(1)冲孔区段与未冲孔区段对比。通过统计水力冲孑L区段(103～111组)和未进行水力冲孔区段(86—94组)经过1个月的抽采周期后的浓

8、度变化情况对比，具体如图4所示，可以明显看出经过水力冲孔后，平均瓦斯浓度仍达到8