低透气性高瓦斯煤层水力冲孔防突技术研究

摘要

本文运用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法，对低透气性高瓦斯煤层水力冲孔技术进行研究。运用煤层瓦斯赋存与流动理论及水射流理论，对水力冲孔的作用机理进行深入的分析；借助ANSYS数值模拟软件，以孟庄煤矿3煤为研究对象，建立底板抽排巷水力冲孔的数学模型并进行模拟，结果表明：在高压水射流打击力的作用下，钻孔周围煤体应力降低，并不断的向钻孔方向产生径向位移，扩大了钻孔的卸压范围，提高了煤层的透气性；在孟庄煤矿Ⅳ315底板抽排巷进行水力冲孔工业试验，介绍了水力冲孔措施的工艺系统及设备选型，对其作用效果进行考察，结果表明：实施水力冲孔措施后的瓦斯抽采纯量由原来的0.10m3/min增加到0.45m3/min，使钻孔的瓦斯的抽放率提高了4.5倍，在机巷掘进过程中突出预测指标不超限，有效的消除了煤与瓦斯突出的危险程度，机巷的掘进速度提高到原来的2倍以上，加快了煤与瓦斯突出煤层的安全高效掘进。