• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
超高压水射流“横切纵断”防治复合煤岩动力灾害技术研究
  • 作者

    易恩兵张永将

  • 单位

    瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室中煤科工集团重庆研究院有限公司

  • 摘要

    针对高地应力、低透气性煤与瓦斯突出及具有冲击地压危险性煤层复合煤岩动力灾害防治的难题,研究了超高压水射流横向切割煤层、纵向切割预裂顶板防治复合煤岩动力灾害技术。理论分析了超高压水射流切割煤岩体机制,超高压水射流切割冲击煤岩体促使其内部产生剪切应力和拉伸应力,加速煤岩体内部裂纹产生与扩展,促使煤岩体沿轴向和径向发生破坏。揭示了超高压水射流防治复合煤岩瓦斯动力灾害原理,超高压水射流横切是指切割煤体卸压增透,纵断是指切割顶板卸荷消能。通过相似材料配比切割实验得到切缝压力 100 MPa,喷嘴直径 2.5 mm,钻杆旋转速度 60 r/min,单刀割缝时间为 10 min 条件下,切缝深度最大可达 152 cm。数值分析表明钻孔内割缝间距为 2 m和割缝钻孔间距为 8 m 时,卸压增渗效果较好。综合分析确定超高压水射流横切煤层纵断顶板合理工艺技术参数,并应用于中煤新集二矿 220108 工作面灾害防治实践:切割煤体后单孔平均抽采纯量较未割缝钻孔提高 3.5 倍,煤层透气性系数较未割缝区域提高 30 倍,瓦斯抽采达标时间缩短 38%,煤体支撑压力降低 35%;切割顶板后工作面支架阻力分布在 20~25 MPa,厚层坚硬顶板均匀垮落,未出现高能量远场动载荷冲击采场现象,表明超高压水射流切割煤岩体显著降低远、近场应力载荷,减弱煤岩瓦斯复合动力灾害的发生。

  • 关键词

    超高压水射流复合煤岩动力灾害切缝抽采纯量应力监测

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