穿层钻孔水力冲孔卸压增透技术研究

胡 泊

（山西晋能控股煤业集团沁秀公司岳城煤矿，山西 晋城 048006）

引言

煤与瓦斯突出是当前高瓦斯等级以上矿井面临的头号难题。随着矿井采掘深度的不断增加，煤层应力和煤层透气性也不断发生变化，煤与瓦斯突出的危险性也越来越大。因此必须通过某些措施，增加煤层透气性，提高区域瓦斯预抽效果，降低煤层瓦斯突出的危险系数[1]。而水力冲孔是防治突出的一种有效措施。在突出危险煤层中，通过冲刷煤体，冲出若干直径较大的孔洞；同时部分煤体得到了破坏，引起应力重新分布，导致喷孔的发生和发展，释放岩层、煤层的变形以及瓦斯的潜能，从而达到消突防突的目的。

1 岳城煤矿现场概况

岳城煤矿主采3号煤层，矿井地应力为中等应力，盖山厚度为710~770 m。煤层厚度为4.6~6 m，3号煤层残存瓦斯含量为2.26 m3/t，最大为12.73 m3/t。原始瓦斯压力为0.06～0.71 MPa，百米钻孔瓦斯流量0.000 5～0.003 9 m3/（min·hm），钻孔瓦斯流量衰减系数为0.14～0.39 d-1，大于国家对煤层防突要求的瓦斯含量。因此必须对工作面瓦斯进行卸压，杜绝现场瓦斯事故。

2 研究内容

2.1 水力冲孔原理

水力冲孔卸压增透技术是近年来高瓦斯矿井消突防突的一项重要举措。该技术是通过对水体加压，将钻孔周边的煤体大量冲出，在煤体中形成一个大的孔洞，从而对煤体卸压增透，同时在水力的冲刷及围压的作用下，煤体的孔隙裂隙大大发育，从而提高煤体的通透性，增加煤体的湿润程度，有效降低煤层压力，达到消突防突的目的[2]。

2.2 装备选型

水力冲孔主要依靠喷嘴产生的高压水对煤层进行冲刷切割，冲孔系统的性能决定着能否将煤体冲出及冲孔后的效果。……