高压水射流环切割缝自卸压机制与应用

TD712.6; 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...

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Published in煤炭学报 Vol. 43; no. 11; pp. 3016 - 3022
Main Authors 张永将, 黄振飞, 李成成
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037 01.11.2018
瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037
Subjects
环切自卸压增透
钻孔
低透气性煤层
高压水射流
瓦斯抽采
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2018.8014

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Summary:TD712.6; 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.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2018.8014