穿層水力沖孔技術(shù)的研究及應(yīng)用.pdf

1、本文主要對無保護(hù)層開采條件下水力沖孔防突技術(shù)進(jìn)行了細(xì)致地研究。在深入了解國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展基礎(chǔ)上，采用理論分析，實驗室實驗和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方法考察了該技術(shù)的原理、作用機(jī)理、效果等，收到了顯著的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。
　　 論文根據(jù)沖孔作業(yè)時煤水作用方式建立并研究了沖擊破壞模型，討論了沖孔時煤體破碎力學(xué)機(jī)制，即射流對煤體的破壞是剪切和拉伸的共同作用。采用統(tǒng)計損傷的方法結(jié)合煤體破壞的方式研究提出了考慮煤體裂隙發(fā)育情況的破煤水壓閾值

2、，實驗室根據(jù)煤樣的單軸和三軸壓縮試驗相關(guān)數(shù)據(jù)計算出該值的大小并和生產(chǎn)實際進(jìn)行對比優(yōu)化，根據(jù)實際應(yīng)用分析了影響沖孔效果的主要因素。采用邊界層理論對沖擊破壞系統(tǒng)沖擊區(qū)流速特性進(jìn)行了研究，計算得到了最大流速為59m/s;根據(jù)沖孔時高速流體沖擊煤體的特點引入應(yīng)力波理論，計算B11b和B9b煤沖擊的最大深度為分別為3m和4m，為優(yōu)化水力沖孔鉆孔布置參數(shù)提供了理論依據(jù)。
　　 根據(jù)李嘴孜煤礦煤層實際參數(shù)對乳化液泵、鉆機(jī)等沖孔設(shè)備進(jìn)行了選擇，

3、并對沖孔技術(shù)參數(shù)關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，出煤量和水壓的關(guān)系不單純是正相關(guān)關(guān)系，出煤速度和沖孔壓力大體呈正相關(guān)關(guān)系，水壓增至一定值時出煤速度基本保持不變，該礦最優(yōu)沖孔水壓為10～14MPa。出煤總量隨著有效沖孔時間的增加一般保持遞增趨勢。結(jié)合對噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和管路壓力損失等計算，得出了水力沖孔時兩層煤的最小沖孔泵壓分別為13.7MPa和11MPa。根據(jù)生產(chǎn)條件制定了沖孔作業(yè)安全技術(shù)措施、瓦斯通風(fēng)管理措施，為沖孔作業(yè)提供安全的技術(shù)保障。