高压水力冲孔技术是一种利用高压水射流的机械力进行岩石或煤层冲孔的技术,这种技术在煤矿开采、瓦斯抽采等领域有着广泛的应用。其基本原理是利用高压泵将水压力提高到足以破坏煤层或岩石的强度,然后通过特制的喷嘴将高压水射流高速喷射到煤层表面或岩石表面,产生强烈的机械冲击和切削作用,形成孔洞。
在本煤层顺层钻孔中,高压水力冲孔技术的应用可以显著提高瓦斯抽采效率,减少预抽时间。由于瓦斯的扩散和流动受煤层孔隙结构的影响很大,普通的钻孔方法可能无法有效改变煤层的内部结构,造成瓦斯流动不畅,抽采效果较差。而高压水力冲孔技术能够在煤层中形成更多的裂隙,这些新增加的裂隙提高了煤层的透气性,从而大大提高了瓦斯的渗透率,增强了瓦斯的流动性和抽采效率。
通过研究和实践,高压水力冲孔技术在煤层瓦斯抽采方面的优势主要体现在以下几个方面:
1. 提高抽采效率:由于高压水力冲孔在煤层中形成了多方向、多尺度的裂隙网络,大大增加了煤层与瓦斯的接触面积和通道,有效提升了瓦斯的流动速度和抽采量。
2. 减少预抽时间:传统瓦斯预抽需要较长时间才能达到理想的抽采效果,而高压水力冲孔技术能缩短预抽时间,加快瓦斯抽采进度,从而为煤矿的安全生产提供有力保障。
3. 安全性提高:由于瓦斯是煤矿生产中最大的安全隐患之一,通过提高瓦斯的抽采效率,能够降低矿井中的瓦斯浓度,减少了瓦斯爆炸和瓦斯超限的风险,保障了矿工的生命安全。
4. 成本节约:传统瓦斯抽采需要大量的钻孔工程和设备投入,而高压水力冲孔技术由于提高了抽采效果,能够减少钻孔数量和抽采时间,从而降低了整体的经济成本。
在技术细节方面,高压水力冲孔通常需要配套相应的高压水力设备,包括高压泵、耐高压管路、特制喷嘴等。在实施高压水力冲孔时,需要根据煤层特性和预抽要求,合理选择冲孔参数,如水压、流量、喷嘴直径、冲孔深度和方向等。此外,还要考虑冲孔对煤层的破坏程度和对矿井结构的影响,确保作业安全。
在应用该技术时,长平矿选择了在53022巷道进行高压水力冲孔增透实验,并将实验结果与普通孔的抽采效果进行了对比。实验表明,水力冲孔钻孔的抽采效果明显优于普通钻孔,这充分证明了高压水力冲孔技术在提高本煤层顺层钻孔瓦斯抽采效率方面的优势。
高压水力冲孔技术在本煤层顺层钻孔瓦斯抽采中的应用,不仅能有效提高瓦斯抽采效率、降低预抽时间、减少安全隐患,同时还能节约成本,具有较高的经济价值和技术推广价值。随着这项技术的不断完善和应用的普及,未来有望在煤矿瓦斯治理工作中发挥更加重要的作用。