義安礦水力沖孔卸壓增透消突技術研究.pdf

1、本文針對煤厚變化大、煤體松軟,透氣性差且無保護層開采的煤層條件,以新安煤田義安煤礦為試驗礦井,采用理論分析、現(xiàn)場試驗考察和數(shù)值模擬等方法,開展水力沖孔卸壓區(qū)域防突關鍵技術研究,最終達到提高抽采量、減少措施工程量、縮短措施時間和實現(xiàn)安全快速消除工作面突出危險的目的。水力沖孔就是在突出危險煤層中利用巖石作為安全屏障,在底板巷利用高壓水射流,沖出大量煤炭和排除一定數(shù)量的瓦斯,使得煤體釋放瓦斯?jié)撃?再將鉆孔閉合預抽煤層瓦斯,進一步降低煤層中的瓦

2、斯壓力和瓦斯含量,同時可以引起煤層的收縮變形、地應力下降、煤層透氣性增高等變化、達到消弱直到消除突出危險的目的。為了考察水力沖孔措施的消突效果,并確定合理的有效影響半徑。本文主要研究內容為:①運用損傷破壞理論將水力沖孔破煤過程劃分成三個時期:裂縫產(chǎn)生、水楔作用、煤體破碎作用。同時分析了在不同時期內,適合哪一種煤巖強度準則。②通過在義安礦現(xiàn)場考察試驗了水力沖孔防突措施,通過改變沖孔水壓、噴嘴型號等沖孔設備,利用流量法和壓力法考察出沖孔有效

3、影響半徑在6.5~8m之間。③結合 RFPA數(shù)值模擬軟件對在垂壓一定的情況下,卸壓范圍內沖孔孔洞的大小與卸壓范圍的關系,及孔洞周圍煤體應力變化、煤體位移變化、瓦斯流量變化和瓦斯壓力梯度的變化規(guī)律,同時模擬了兩個不同孔徑的孔洞的卸壓范圍的變化情況。④在實施完水力沖孔措施后,在底板巷合適的位置布置鉆孔,測殘余瓦斯含量和瓦斯壓力,測的結果為煤層瓦斯壓力均0MPa,煤層瓦斯含量在3.6m3/t,與沒有采取水力沖孔措施前的煤層瓦斯含量9.4m3/