義安礦水力沖孔卸壓增透消突技術(shù)研究.pdf

1、本文針對(duì)煤厚變化大、煤體松軟,透氣性差且無保護(hù)層開采的煤層條件,以新安煤田義安煤礦為試驗(yàn)礦井,采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)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(guān)鍵技術(shù)研究,最終達(dá)到提高抽采量、減少措施工程量、縮短措施時(shí)間和實(shí)現(xiàn)安全快速消除工作面突出危險(xiǎn)的目的。水力沖孔就是在突出危險(xiǎn)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(yù)抽煤層瓦斯,進(jìn)一步降低煤層中的瓦

2、斯壓力和瓦斯含量,同時(shí)可以引起煤層的收縮變形、地應(yīng)力下降、煤層透氣性增高等變化、達(dá)到消弱直到消除突出危險(xiǎn)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?jī)?nèi)容為:①運(yùn)用損傷破壞理論將水力沖孔破煤過程劃分成三個(gè)時(shí)期:裂縫產(chǎn)生、水楔作用、煤體破碎作用。同時(shí)分析了在不同時(shí)期內(nèi),適合哪一種煤巖強(qiáng)度準(zhǔn)則。②通過在義安礦現(xiàn)場(chǎng)考察試驗(yàn)了水力沖孔防突措施,通過改變沖孔水壓、噴嘴型號(hào)等沖孔設(shè)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(jié)合 RFPA數(shù)值模擬軟件對(duì)在垂壓一定的情況下,卸壓范圍內(nèi)沖孔孔洞的大小與卸壓范圍的關(guān)系,及孔洞周圍煤體應(yīng)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(shí)模擬了兩個(gè)不同孔徑的孔洞的卸壓范圍的變化情況。④在實(shí)施完水力沖孔措施后,在底板巷合適的位置布置鉆孔,測(cè)殘余瓦斯含量和瓦斯壓力,測(cè)的結(jié)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/