底抽巷穿层钻孔阵列式水力造穴技术研究与工程应用.pdf
《底抽巷穿层钻孔阵列式水力造穴技术研究与工程应用.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《底抽巷穿层钻孔阵列式水力造穴技术研究与工程应用.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第4 6 卷第9 期2023年9 月煤矿安全环保与煤炭加工底抽巷穿层钻孔阵列式水力造穴技术研究与工程应用煤炭与化工Coal and Chemical IndustryVol.46 No.9Sep.2023赵锦刚1,刘垒2(1.潞安化工集团能源事业部,山西长治0 4 6 2 0 4;2.潞安化工集团李村煤矿,山西长治0 4 6 6 0 0)摘要:水力造穴工艺是改善煤体透气性、提高抽采效率、缩短达标时间、实现降本增效的有效方法,传统的水力造穴工艺难以实现高效性、安全性与经济性的高度统一。因此,为进一步提高水力造穴技术的实用价值,提出了阵列式水力造穴方法,该方法通过增加造穴射流孔个数,将传统“一孔多
2、穴多次造”改良为“一孔多穴同时造”,并开展了工程应用。结果表明,阵列式水力造穴技术不仅可以提高瓦斯抽采效果,而且在造穴方面兼有高效、安全和经济等特征。关键词:穿层钻孔;阵列式;水力造穴;瓦斯抽采;煤层增透;低透气性煤层中图分类号:TD712文献标识码:B文章编号:2 0 9 5-5 9 7 9(2 0 2 3)0 9-0 10 8-0 4Research and application of array hydrauliccavitation technology for cross-layer drilling inbottom drainage roadwayZhao Jingang,Li
3、u Lei?(1.Ventilation Department of Energy Division of Lu an Chemical Group,Changzhi 046204,China;2.Licun Coal Mine,Luan Chemical Industry Group,Changzhi 046600,China)Abstract:Hydraulic cavitation technology is an effective method to improve the permeability of coal,improve the extractionefficiency,s
4、horten the time to reach the standard,and achieve cost reduction and efficiency increase.The traditionalhydraulic cavitation technology is difficult to achieve a high degree of unity of efficiency,safety and economy.Therefore,inorder to further improve the practical value of hydraulic cavitation tec
5、hnology,an innovative array hydraulic cavitationmethod is proposed.By increasing the number of jet holes for cavitation,the traditional multi-hole multi-holes isimproved to multi-holes at the same time,and the engineering application is carried out.The results show that the arrayhydraulic cavitation
6、 technology can not only improve the effect of gas drainage,but also has the characteristics of highefficiency,safety and economy in cavitation.Key words:cross-layer drlling;array type;hydraulic cavitation;gas extraction;coal seam permeability;low permeabilitycoal seam目前,煤炭在我国能源消费的比重之中占比接近6 0%,远高于世界
7、的平均水平。我国的煤炭工业发展十分迅速,但煤炭在安全生产上存在着隐患,我国的煤矿灾害仍然十分严重,其中瓦斯灾害尤为严重。瓦斯是危害煤矿安全高效生产的重要影响因素之一,防治瓦斯灾害、保障煤矿安全生产,是我国煤炭生产面临的首要和迫切的任务。对于瓦斯矿井,需要对瓦斯进行抽采之后才能进行采掘工作。高瓦斯应力、低渗透率、高地应力、高瓦斯含量是我国煤层的主要特征,由于复杂的地质运动影响,我国煤层的透气性普遍低于世界其他产煤国家,属于低透气性煤层。在高瓦斯、低透气煤层中,使用常规钻孔抽采瓦斯综合施工成本高、抽采达标时间长,不能有效保障生产的合理衔接,因此责任编辑:高小青ID0I:10.19286/ki.cc
8、i.2023.09.028作者简介:赵锦刚(19 7 8 一),男,山西襄垣人,高级工程师。引用格式:赵锦刚,刘垒.底抽巷穿层钻孔阵列式水力造穴技术研究与工程应用 J.煤炭与化工,2 0 2 3,4 6(9):10 8-111.108赵锦刚等:底抽巷穿层钻孔阵列式水力造穴技术研究与工程应用提高煤层的透气性是解决高瓦斯低透气煤层瓦斯灾害防治的根本措施-2。对于没有保护层开采条件的煤层,增透方式主要包括气相和液相两类,相比来说,液相更优。其中,“穿层钻孔+水力造穴增透”是一种较为有效的增透方法 3-。水力造穴技术实际以高压水作为破煤介质,通过钻孔对孔周煤层进行分段冲孔、破碎煤体、扩大孔径,进而在钻
9、孔上形成若干以钻孔为中心的隔段洞穴,从而释放钻孔周围应力及瓦斯压力,提高煤层透气性、促进瓦斯抽采效率 6-8 。1工程技术研发背景李村煤矿开采的三采区3 号煤层,具有透气性差(0.0 0 0 2 0 6 m/(MPad))、坚固性系数小(0.30.6)、瓦斯含量高(6 14 m/t)、吸附性强等特点。常规未卸压瓦斯抽采,存在钻孔抽采流量低、衰减快、综合施工成本高、区域抽采达标时间长等难题。为确保三采区的掘进安全,优化改进后实施“以岩保煤”方案,开拓西翼2 号回风大巷及西翼进风大巷2 条底板岩巷,采用“穿层钻孔+水力造穴”模式治理待掘煤巷区域瓦斯。现场工程实践显示,传统水力造穴技术难以实现安全、
10、经济、高效造穴。为了解决这一问题,研发了阵列式水力造穴技术和装置,并开展了工程应用。2传统水力造穴技术的局限性分析2.1“一打一造”工艺的局限性分析“一打一造”工艺包括2 台钻机和1套水力造穴设备,每组穿层预抽钻孔分两步施工:第一步由一台钻机按设计施工穿层钻孔;第二步由另一台水力造穴钻机按照设计对已施工完毕的穿层钻孔进行水力造穴。为确保抽掘平衡,需每天完成1组穿层钻孔工程施工、并网带抽,如图1所示。按照设计完钻孔成整组钻孔施工一施工机移一礼位真并动施工下二固定钻机组钻孔调整钻杆干倾角造穴写设计造穴钻孔倾角重叠钻孔煤段小于钻孔煤段大于7m造2 个穴7m造3 个穴钻孔煤段2 m钻孔煤段5 煤钻孔煤
11、段7 m处造第一个穴处造第二个穴整组钻孔造穴完成,封孔并网图1底抽巷穿层钻孔施工流程Fig.1 Bottom pumping roadway through layer drillingconstruction process2023年第9 期李村煤矿工程实践显示,第一步钻孔施工工程可以按时完成,但第二步水力造穴只能完成计划的5 0%7 0%(以西翼进风大巷穿层钻孔为例,共施工钻孔54组4 8 6 个,仅封孔并网4 6 组4 14 个钻孔,剩余8组7 2 个钻孔因未能完成水力造穴无法实现及时带抽)。因此,传统“一打一造”水力造穴工艺效率低下,严重制约区域瓦斯抽采,不能高效造穴。2.2“一打两造
12、”工艺的局限性分析“一打两造”工艺包括3 台钻机和2 套水力造穴设备,与“一打一造”相比,造穴速度可衔接上打钻速度;但由于巷道空间小、设备多,造成巷道内设备过于拥挤,严重影响通风及行人,且区域施工人员过多,风、水、电等使用过于集中,系统安全得不到保障。因此,“一打两造”水力造穴工艺的安全性和经济性有待提升。3阵列式水力造穴技术研发3.1工作原理阵列式水力造穴方法是在传统“一打一造”水力造穴工艺基础上,增加造穴射流孔个数,将传统“一孔多穴多次造”优化为“一孔多穴同时造”,减少中间环节,缩短造穴时间,提高造穴效率。3.2设备配套改造为保障阵列式水力造穴工艺的实施,需要对设备进行改进。(1)造穴设备
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 底抽巷穿层 钻孔 阵列 水力 技术研究 工程 应用
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。