5 钻扩一体化水力扩孔卸压增透技术研究[精].docVIP

5 钻扩一体化水力扩孔卸压增透技术研究 根据前述K4煤层煤与瓦斯基本参数测定可知，K4煤层为高瓦斯极低渗煤层，煤体本身的渗透性较好，高压低渗主要为高地应力压缩所致，因而要提高煤层的抽采能力，关键是卸压以提高煤层透气性。在目前已知的区域性卸压增透措施中，开采保护层是最佳卸压方法，然而K4煤层本身即为保护层，无其它保护层卸压保护K4煤层，唯一的方法是利用K4煤层底板岩巷进行远距离卸压区域抽采。水力扩孔作为一种区域性的卸压增透措施，具有安全、高效、快速的技术优势，其技术原理是在原始煤体中扩出一定煤量，形成孔洞，使煤体发生位移，孔隙张开进而提高煤体透气性。该措施在不影响掘进的前提下，能实现超前大范围的卸压抽采瓦斯，特别适合松软低渗高瓦斯煤层的卸压抽采，是适合K4煤层的最佳增透措施。 -60S2SK4煤层抬高巷道 图 5-1 6406(6404)抬高煤巷及材料上山平面图 图 5- 6406(原6404)掘进工作面材料上山剖面图 图 5- -60S2SK4底板巷穿层钻孔布置剖面图 5-1 穿层钻孔设计参数表 孔号 间距 开口坐标 方位角 (?) 倾角 (?) 见煤距 (m) X Y 1 0.4 1.10 310 56 26 2 0.15 0.4 1.20 310 59 21.5 3 0.20 0.4 1.20 310 64 18 4 0.25 0.4 1.20 310 72 15 5 0.35 0.4 1.20 130 84 12.5 6 0.20 0.0 1.10 130 83 12 7 0.45 0.0 1.00 130 60 12 8 0.40 0.0 0.70 130 35 14 图 5- -60S2SK4底板巷穿层钻孔布置剖面图 5-4，施工工艺如下。 扩孔前准备 水力扩孔施工所需设备及材料如下表。 表 5-水力扩孔设备材料表 名 称 型 号 备注 液压钻机 ZYG-50B 钻杆 φ50mm 高压水射流扩孔器 Φ50mm 出水眼 高压泵 125/31.5乳化泵 钻头 Φ85mm 高压胶管 Φ40mm ZYG-150钻机，85 mm钻头打钻施工。 钻孔施工前，依次连接Φ85 mm 钻头、水力扩孔器、Φ50mm钻杆、高压水尾（辫）、高压胶管、高压铁管、乳化液泵。钻头与钻杆、相邻钻杆的接头处必须缠棉纱、高压胶管接头处必须使用专用“O”形胶圈进行密封，防止接头漏水（钻扩一体化连接方式见图5-5）。 所有部位连接好后进行试压，先打开液压泵进水阀，水箱注满后启动乳化液泵，将压力由小调高，检查高压水管接头、扩孔器与钻杆接头、钻杆接头等连接部位是否漏水，扩孔器射流针孔是否有水流射出，记录射流距离。若高压水管无漏水、扩孔器射流正常，为试压正常，然后才能开始扩孔一体化施工。 钻孔钻进及扩孔方法 采用ZYG-50B钻机、Φ5 mm钻头施工 图5- 水力扩孔施工工艺及设备连接示意图 表 5-31)～(13)号钻场水力扩孔统计平均值钻孔号 设计倾角(?) 实际倾角(?) 设计见 煤长(m) 实际见煤长(m) 扩孔水压(MPa) 风巷瓦斯浓度(%) 扩煤时间(min) 扩煤量(g) 每分钟 扩煤量(g/min) 每米扩煤量(g/m) 每分钟每米煤量(g/min/m) 扩前 扩中 1 56 57.18 2.51 1.56 12.71 0.138 1.063 68.57 300.00 4.38 192.66 2.81 2 60 60.00 2.13 1.46 12.80 0.087 0.295 58.33 133.33 2.29 91.10 1.56 3 66 64.83 1.75 1.54 8.50 0.178 0.510 56.00 308.33 5.51 200.23 3.58 4 74 72.71 1.43 1.26 9.00 0.130 0.287 48.33 185.71 3.84 147.10 3.04 5 85 84.33 1.17 1.05 12.71 0.068 1.189 65.83 405.00 6.15 385.71 5.86 6 85 83.25 1.04 0.90 11.00 0.090 0.487 71.25 415.00 5.82 461.11 6.47 7 62 59.75 0.91 0.90 10.50 0.120 1.732 51.25 237.50 4.63 263.88 5.15 8 36 34.50 0.95 0.95 6.00 0.120 0.417 85.00 197.50 2.32 207.89 2.45 平均值 － － 1.49 1.210.4 0.116 0.747 63.07 272.80