松软煤层水力割缝缝槽形态控制技术研究及应用_中国煤炭行业知识服务平台

松软煤层水力割缝缝槽形态控制技术研究及应用

作者

季飞
单位

瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室中煤科工集团重庆研究院有限公司
摘要

为解决松软煤层(f>0.2)超高压水力割缝期间缝槽发育难控制、易垮孔等问题，通过理论分析手段，分析了割缝缝槽周围煤体应力分布规律，获得了割缝缝槽周围煤体塑性区分布影响因素。研究了高压水射流破煤规律，得到了影响割缝缝槽形态的主要因素为割缝压力、喷嘴直径及煤体自身硬度。提出了基于松软煤层特点的超高压水力割缝缝槽形态控制技术，获得了控制松软煤层缝槽深度、宽度以及发育速度的关键参数为割缝压力、喷嘴直径及压力调节速度。通过现场应用表明，针对松软煤层其缝槽形态控制合理参数为：割缝喷嘴直径2.5～3.0 mm,割缝压力70 MPa,割缝调压间隔3～5 min。验证了松软煤层水力割缝缝槽形态控制技术适用性，可效提高松软煤层水力割缝施工成功率及安全性。
关键词

松软煤层水力割缝槽形高压水射流
基金项目(Foundation)

天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2021-2-TD-ZD008)；国家重点实验室开放基金项目(SKLMRDPC20KF01)；区域创新发展联合基金重点项目(U21A20110)；
文章目录

1 水力割缝缝槽受力分析
1.1 钻孔周围应力分布分析
1.2 割缝缝槽周围应力分布规律分析
2 高压水射流破煤规律分析
3 松软煤层水力割缝缝槽形态控制技术
3.1 割缝喷嘴尺寸选择
3.2 最高割缝压力选择
3.3 压力调节速度选择
4 现场应用
4.1 试验矿井概况
4.2 试验方案
4.3 松软煤层割缝及排渣工艺
4.4 试验结果分析
5 结论