潘三礦水力沖孔防突技術(shù)研究.pdf

1、煤炭作為基礎(chǔ)能源，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基本保證。目前，隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采深度的增加，大量煤礦將面臨低透氣性、地應(yīng)力高、瓦斯含量高、地質(zhì)情況復(fù)雜等嚴(yán)峻問(wèn)題，嚴(yán)重制約著煤炭安全高效的開(kāi)采。水力沖孔具有操作簡(jiǎn)單、安全性高等優(yōu)勢(shì)，在高瓦斯低透氣性突出煤層中得以廣泛應(yīng)用，且在我國(guó)多個(gè)礦區(qū)取得了較好的消突效果。
　　本文通過(guò)查閱資料對(duì)現(xiàn)有水力沖孔技術(shù)的的研究基礎(chǔ)上，了解了水力沖孔水射流的結(jié)構(gòu)特征、幾種常見(jiàn)的水射流破煤假說(shuō)、水射流破煤的過(guò)程

2、和影響因素及水力沖孔增透機(jī)理。同時(shí)，應(yīng)用ANSYS/LS-DYNA模擬軟件對(duì)高壓水射流破煤的過(guò)程及水力沖孔前后鉆孔周圍煤體應(yīng)力應(yīng)變的變化進(jìn)行了分析。由模擬可知，當(dāng)水射流壓力為10Mpa時(shí)，煤體內(nèi)最終形成漏斗形的破碎坑，煤體以壓碎破壞為主，拉伸破壞為輔;水力沖孔后，在地應(yīng)力的作用下鉆孔周圍出現(xiàn)了大面積的應(yīng)力應(yīng)變集中現(xiàn)象，煤體向鉆孔方向移動(dòng)，在煤體的移動(dòng)過(guò)程中，煤體內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，最終導(dǎo)致鉆孔周圍煤體破碎產(chǎn)生裂隙，煤層的透氣性得以增

3、加。
　　最后，在潘三礦進(jìn)行水力沖孔試驗(yàn)，單孔出煤量達(dá)到3t，沖孔過(guò)程中，出煤量和水壓的關(guān)系不單純是正相關(guān)關(guān)系，13-1煤最優(yōu)沖孔水壓為10～15MP;出煤總量隨著沖孔時(shí)間的增加保持遞增趨勢(shì)，至一定程度后逐漸趨于穩(wěn)定;沖孔后的瓦斯流量衰減系數(shù)僅為沖孔前的1/3，煤層透氣性顯著增加。通過(guò)連續(xù)37天的瓦斯抽采，沖孔影響半徑達(dá)到8.5m。通過(guò)考察分析，在沖孔影響半徑內(nèi)，煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量顯著下降，瓦斯抽采率高，取得了較好的消突效果