高壓水射流擴(kuò)孔技術(shù)在煤礦行業(yè)的可行性分析

采用鉆孔進(jìn)行瓦斯抽排，是突出礦井防突的主要措施，也是降低煤層瓦斯涌出，減少工作面瓦斯超限的常用方法。鉆孔抽排瓦斯的效果，受到鉆孔直徑大小和鉆孔周圍媒體卸壓范圍的影響。采用鉆機(jī)施工大直徑鉆孔存在著垮孔嚴(yán)重、排渣困難、成孔長度短以及鉆機(jī)負(fù)荷大等技術(shù)問題，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是不可取的。為此，必須尋求新的技術(shù)方案。

高壓水射流擴(kuò)孔技術(shù)在煤礦行業(yè)的可行性分析：

高壓水射流擴(kuò)孔技術(shù)原理是在施工小直徑鉆孔時(shí)，進(jìn)入煤層后利用高壓旋轉(zhuǎn)水射流對煤層成近圓柱體切削，從而使小直徑鉆孔在煤層段形成更大腔體，增加抽放鉆孔內(nèi)煤層的暴露面積，最終增加鉆孔抽放效率。同時(shí)，由于高壓水射流的影響，抽放鉆孔附近煤層有增加透氣性、增強(qiáng)煤體硬度及解除應(yīng)力卸壓的效果。
 
高壓水射流擴(kuò)孔施工工藝為，首先在鉆場施工Φ75 mm或Φ89 mm的小孔徑普通鉆孔，穿透全煤層后撤鉆，將高壓水射流裝置送入鉆孔煤層位置進(jìn)行高壓水射流擴(kuò)孔切割，高壓水會(huì)在高速旋轉(zhuǎn)中將媒體逐層切割下來，煤屑通過排渣噴嘴從鉆孔內(nèi)排出，幾乎沒有煤屑排出時(shí)即可停止擴(kuò)孔。

北京德高潔清潔設(shè)備有限公司在丁集煤礦進(jìn)行了高壓水射流擴(kuò)孔試驗(yàn)，具體詳情請參照《丁集煤礦高壓水射流擴(kuò)孔試驗(yàn)分析》，我們在丁集礦西一采區(qū)低抽巷對11－2煤層進(jìn)行的高壓水射流擴(kuò)孔實(shí)驗(yàn)研究表明，高壓水射流擴(kuò)孔可將鉆孔煤層部分直徑增加8倍，使煤層透氣性系數(shù)增加近5倍，使相同時(shí)間內(nèi)抽放量增加3倍，明顯縮短抽放周期，大大提高了抽放效率。
 
現(xiàn)場施工表明，在用小直徑鉆頭施工1個(gè)穿層抽放鉆孔后，再用高壓水射流設(shè)備擴(kuò)孔只增加1/10左右的工作時(shí)間，但抽放能力卻是擴(kuò)孔前的3倍。因此，在取得相同抽放效果的前提下，應(yīng)用高壓水射流擴(kuò)孔可節(jié)省近2/3的施工量。

綜上所述，我們可以看出使用高壓水射流擴(kuò)孔技術(shù)在煤礦行業(yè)的應(yīng)用是可行的。高壓水射流對于提高鉆孔的瓦斯抽放效率、增加煤層的透氣性、降低瓦斯壓力和含量具有非常好的效果。