水力冲孔快速消突技术的研究.pdf

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1、煤炭科技2012年第2期4C0ALSCIENCE&TECHNOL0GYMAGAZINENo．22012文章编号：1008—3731(2012J02—0004～02水力冲孔快速消突技术的研究周华玉(义马煤业集团孟津煤矿，河南孟津471142)摘要：突出煤层施工措施孔消突过程中采取水力冲孔技术，在释放应力的同时引起煤层透气性大幅度增加，瓦斯得到释放，瓦斯压力梯度大幅度下降，消除了激发突出的应力和瓦斯条件，且增大了煤体抑制突出的阻力，起到了很好的综合防突作用。实践证明，水力冲孔比普通抽放不仅布置的钻孔少、抽放时间

2、缩短，而且抽放效果显著。关键词：突出煤层；水力冲孔；防突技术中图分类号：TD713．3文献标志码：B义马煤业集团孟津煤矿位于河南省孟津县横水小于0．3。二煤全部为构造煤。由于矿井设计方面镇境内，2004年l2月21日开工建设，井田走向长的原因，石门揭煤次数多，二。煤较软，透气性很差，约7．0km，倾斜长约5．7～10．0km，面积57．52煤岩层应力较高。如使用传统的防突技术，不但揭煤km；地质储量为146．63Mt，可采储量72．329Mt。进度缓慢，而且还严重威胁矿井安全。因此需要进行矿井设计能力1．2

3、Mt／a，采用立井两水平上下山开突出煤层石门揭煤技术的研究。经多方案的论证比拓，通风方式为中央并列式。矿井为煤与瓦斯突出矿较，并进行多次试验，最后得出结论：采用在石门揭井，煤尘有爆炸危险I生。目前矿井主要系统巷道、硐煤时水力冲孔技术作为防突措施，不但消突速度快，室等开拓已基本完成，生产系统较完善。主采煤层为而且能保证防突及石门揭煤施工的安全，缩短揭煤二叠系山西组二煤，厚09．1m，平均2．24m，煤时间。层厚度具有短距离内急剧变化的特点，结构简单，属1．2水力冲孔消突的原理较稳定煤层。二煤局部开采，厚01．

4、5m，平均0．煤与瓦斯突出是由瓦斯、地应力和煤的物理力学性质等多因素共同作用的结果。煤层中发生煤与88m，倾角l～8。。二。煤、二：煤都具有突出危险性。瓦斯突出的动力，是煤层和围岩中的弹性潜能和瓦斯的膨胀能。因此，如果能够释放引起煤与瓦斯突1水力冲孔的原因及原理出的能量，就能达到预防瓦斯突出的目的。水力冲孔1．1研究水力冲孔的原因技术就是依靠高压水的冲击能力，造成掘进工作面孟津煤矿开采深度760m，目前实测煤层瓦斯前方煤体的破碎，逐渐形成一个大尺寸的水力掏槽压力3．2MPa，瓦斯含量14．5m3／t，煤的坚

5、固性系数孔，使孔道周围煤体依附的瓦斯得到充分排放；与此由于HEMSⅡ设计的理念与通常的冷风机不体的矿井降温系统，是把矿井地温、矿井涌水作为资同，该系统使得进入工作面的风流全部进行除湿，降源综合利用的系统，具备高效低耗、节能减排、低碳环温后的工作面湿度下降明显，是HEMS系统的一大保的特点，有利于在我国生产矿井中推广应用。特点。作者简介：郝明奎(1963一)，男，安徽萧县人，1985年毕6结语业于中国矿业大学采矿工程专业，徐州矿务集团有限公司技HEMS系统在设计理念、工艺流程、系统装备等术中心研究员级高级工程

6、师。方面进行了多方位研究和技术创新，取得了突破性进展。HEMS系统是将矿井热能利用和热害治理融为一(收稿日期：2012—03—08)2012年第2期周华玉：水力冲孔快速消突技术的研究5同时，孔道周围煤体向孔道方向发生大幅度的移动，理，以免影响施工和底板上已施工完毕的钻孔的释造成煤体的膨胀变形和顶、底板间的相向位移，引起放效果。在孔道影响范围内地应力降低，煤层得到充分卸压，4水力冲孔在西三车场揭煤实施情况裂隙增加，使煤层透气性大幅度增高，促进瓦斯解吸原设计防突钻孔64个，采用水力冲孔技术时，和排放，大幅度地释

7、放了煤层和围岩中的弹性潜能只施工20个钻孔。按照抽(释)放钻孔的方法进行水和瓦斯的膨胀能，煤的塑性增高、湿度增加，既消除了突出的动力，又改变了突出煤层的性质，从而起到力冲孔钻孔设计，采用ZY一750型全液压钻机进行防止煤与瓦斯突出的作用。排放钻孔施工。在西三车场工作面设计布置4排5列共20个孔，钻孔控制到巷道周界外13．6nl的煤2水力冲子L工程概况层内，向前控制35in，最长的钻孔50．0m，最短的钻2．1水力冲孔地点情况孔13．5m，终孑L间距不大于4m，钻孔直径为89矿井西翼第三车场(简称西三车场)是

8、西区首采mm。释放钻孔施工完毕后，再对每一个钻孔采用面12031工作面轨道顺槽外部车场，巷道底板二。BRW125／31．5型乳化液泵连接钻机，用10MPa高煤瓦斯含量高、地应力大，在西翼轨道大巷施工时曾压水进行水力冲孑L，水力冲刷时要用直径为75mm出现过底鼓现象，施工钻孔时多次出现喷孔现象，瓦钻头，反复进退，直到冲不出煤为止，然后连管抽放。斯压力显现异常明显。实施水力冲孔时各钻孔冲出的煤量与校检孔残存的2。2水