高壓水射流沖蝕膨脹泥巖實(shí)驗(yàn)研究及在煤礦的應(yīng)用.pdf

1、在常規(guī)濕式鉆進(jìn)過程中，鉆孔內(nèi)膨脹性泥巖遇水后會(huì)產(chǎn)生快速膨脹，引起鉆桿與鉆孔空間閉合或部分閉合，導(dǎo)致鉆具被夾或卡住，引起抱、卡鉆事故，影響鉆進(jìn)及后期抽采活動(dòng)進(jìn)度，嚴(yán)重的抱、卡鉆事故會(huì)引起鉆具的丟失，造成財(cái)產(chǎn)損失。
　　本文針對(duì)穿層鉆孔瓦斯預(yù)抽鉆進(jìn)中由于膨脹泥巖引起的抱、卡鉆問題，依托復(fù)合動(dòng)力災(zāi)害下大采長(zhǎng)回采工作面中間底位巷區(qū)域瓦斯治理技術(shù)研究項(xiàng)目，進(jìn)行了高壓水射流沖蝕膨脹泥巖研究以及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證高壓水射流切割膨脹泥巖對(duì)解決抱、卡鉆問題的

2、有效性。首先進(jìn)行了高壓水射流沖蝕膨脹泥巖室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，分析了沖蝕關(guān)鍵參數(shù)對(duì)膨脹泥巖沖蝕效果的影響，并得出了適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的參數(shù)范圍；其次通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到高壓水射流切割膨脹泥巖鉆進(jìn)相對(duì)于普通濕式鉆進(jìn)的抱、卡鉆率明顯降低的結(jié)果，驗(yàn)證了高壓水射流切割膨脹泥巖鉆進(jìn)能有效解決穿膨脹泥巖的抱、卡鉆問題，從而為預(yù)防穿膨脹泥巖鉆進(jìn)中抱、卡鉆事故提供了一種新的解決方法，對(duì)鉆進(jìn)及煤礦瓦斯災(zāi)害防治具有重要意義。本文主要的研究成果有：
　?、賾?yīng)用高壓水射流沖蝕

3、膨脹泥巖實(shí)驗(yàn)，對(duì)平煤集團(tuán)某礦泥巖進(jìn)行了沖蝕效果研究。研究表明：沖蝕深度、沖蝕速率及沖蝕直徑隨單一沖蝕參數(shù)的增加而增加，且沖蝕速率整體呈現(xiàn)先減小，后增大，再減小的趨勢(shì)，這是由于在沖蝕過程相應(yīng)階段存在表面或徑向約束先增大，后減小和再增大的過程，從而影響沖蝕速率的變化；在整個(gè)沖蝕過程，巖石試件完整性均較好，無肉眼可見裂紋，在5min內(nèi)產(chǎn)生的泥巖碎塊相對(duì)較小，寬度和厚度均小于20mm，而5~10min（不包括5min）內(nèi)產(chǎn)生了寬度大于20mm塊