低透厚煤层穿层水力割缝增透技术试验研究

左 杨，阮 杰

（1.河南能源义煤集团技术研究院瓦斯研究所，河南 义马 472300；2.义煤公司孟津煤矿，河南 义马 472300）

目前，豫西新安煤田主采煤层为二1 煤层，煤层具有埋深较大、瓦斯压力大、煤质松软的特点。由于煤层瓦斯透气性低、渗透率低，导致钻孔抽采半径较小、施工钻孔量大且工期长，钻进瓦斯预抽孔时易发生巷道瓦斯超限，并伴随塌孔、卡钻、顶钻和喷孔等动力现象。钻孔预抽煤层瓦斯的工作前提条件是根据钻孔之间的相互影响关系确定钻孔布置方式及参数［1］。因此，钻孔预抽煤层瓦斯的重中之重在于准确测定钻孔抽采影响半径，确定钻孔布置形式。

1 高压水力割缝增透机理分析

1.1 割缝槽及裂隙网络的成形

通常情况下，煤岩体的抗压强度远大于抗剪、抗拉强度，发生在煤岩体的破坏通常是剪切破坏和拉伸破坏。水力冲击作用下破坏煤体导致其掉落并沿钻孔流出，高压水进而冲击深处的煤体［2］。长时间的水力冲击作用，造成大量煤体流出孔外，沿着钻孔周围就形成具有一定深度和宽度的缝槽。由于应力波的反射在被冲击区域周围形成拉应力，从而导致微裂隙逐步扩展从而形成裂缝；同时，当煤体的抗拉强度小于拉应力时产生新的微裂隙，由于球面方式传播是应力波的主要传播方式，裂缝与缝槽的方向平行。伴随着水力不断冲击形成新的缝槽，进一步形成径向裂缝和平行裂缝构成钻孔周围的煤体裂隙网络［3］。

1.2 损伤破坏机理

采用水力割缝措施对煤体造成破坏有以下几个特点：煤体的破坏发生在某个区域；……