■陈叶川

（开县矿业管理所重庆405400）

煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术分析

■陈叶川

（开县矿业管理所重庆405400）

煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术，主要是在煤矿最具危险性的首采层以及不具备保护层的开采条件下，采用单一式低透突出煤层高效抽采为立足点，基于煤矿井下水力抽采存在的实际问题，所制定及行驶的一种煤矿井下扰动抽采方式。核心是"钻压式冲修扰动、封联型抽排"。它切实解决了在基础理论中存在的卸压增透核心技术及其与之配套装备存在的问题。完善与强化了煤矿井下冲孔卸压的系统化和智能化。本文将针对煤矿井下水力冲孔卸压抽采在基础、装备方面的研究，分析其现实意义。同时，阐述煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的功能及其优点，提出与之相应的，进一步的集成化、智能化的发展措施。

水力扰动水力冲孔钻冲一体卸压增透

1　引言

现在，我国95%的煤矿开采是井工作业式开采。因此，大多数煤矿主要采取的是井下水力冲孔卸压抽采的层内卸压增透方式，用以提高井下煤层的透气性和对瓦斯的抽采效果。并且取得了良好的实际运用效果。但我国煤层的赋存条件多样，具有孔隙发育、不均质、吸附性高、透气性低等特征，随之而来的还有瓦斯灾害防治难度的日益增大。而对于深部突出的首采层和不具备保护层的单一性低透突出煤层的抽采仍是一大难题。目前，此类煤层只能依靠井下钻孔预抽煤层的方式来进行抽采。那么怎样才可以使煤层的卸压和增透都安全而有效呢？这就必须要涉及到煤矿井下扰动工程了。煤矿井下扰动工程的种类很多，如巷道掘进、打钻爆破等，而以水力冲孔卸压为首的水力化扰动技术则是最有效的途径。并据此衍生出了煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术体系，在整体上提升了我国煤矿井工作业式开采的水平。

2　煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的基础理论

2.1高压水射流式破煤

其过程为是利用多孔介质条件形成耦合作用。与射流本身的力学参数，煤的物理性质都有密切的联系。现在普遍得到认可的是，高压水射流式破煤是由多个因素的耦合作用产生的综合效果。在各种应力波的相互作用下，煤体中较弱的微元首先被破坏，形成初始裂隙，高压水流产生的水楔作用，使得其裂隙进一步扩展，最终导致煤体形成破碎型的孔洞。

2.2水力冲孔卸压性

水力冲孔是以岩柱或煤柱做为安全屏障的。钻冲时随着其进度，煤、水等经过钻杆和孔壁向外排出，孔壁周围的煤体因为剧烈的震动向钻孔方向移动，同时发生煤体的膨胀变形和相向位移。进而引起相应范围内地应力的降低，煤层卸压，裂隙增加，透气性提升。这样既消除了煤矿井下的突出动力，又改变了煤矿井下的突出煤层性质，从而有利于提高对水力冲孔后煤矿的抽采效果。除此之外，其有效的影响半径也相对的增大，减少了钻孔的施工量。

3　煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的主要现状与问题

3.1对水力冲孔卸压抽采机理的研究不够深入

煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的过程涉及到的相互作用极为复杂，同时，受到多重因素的制约和影响。这就导致了我们目前对其机理还未能展开深层次的研究，也就在一定程度上限制了水力冲孔卸压抽采技术的发展与普及。

3.2煤矿井下水力冲孔卸压抽采设备的适用性

目前，煤矿井下水力冲孔卸压抽采设备的发展相对比较完善，基本上也可以满足对实际施工的需要。但如果处于复杂的地质条件下，仍会存在不适用性。所以，对其集成化、智能化等完善也尤为必要。

4　煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的完善措施

4.1精细的施工设计优化

主要涉及抽采地质保障和单一性低透煤层的共采设计两个方面。在此基础上进行地质化的分析，更能结合井下巷道的实际情况，优化其抽采设计方案。

4.2强化钻冲压修扰动过程

这一过程主要是由钻进保障装备和抽采孔修复增透装备等组成。并通过定向钻进、随钻检测和高压水为主要载体来进行对煤岩体卸压增透的作业。这样既可以提高抽采钻孔的可靠性，又提升了煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的高效性。

4.3细化封联抽排的工艺

这主要是由定位封孔器材、抽采钻孔联孔等组成。它可以很好的解决在煤矿井下水力冲孔卸压抽采过程中，因封孔深度不够而造成的封孔段长度不合理现象。运用细化后的封联抽技术还可以延长钻孔的使用周期。

4.4煤矿井下水力扰动抽采技术的体系化

从基础理论的角度出发，煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的核心，就是能够精细化的进行地质抽采与分析，实现其设备的集成化和配套性。而实现这一目标的前提就是要先实现煤矿井下水力扰动抽采技术的体系化。

5　结语

从目前对煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的分析出发，同时联系高压水射流式破煤作业和水力冲孔卸压抽采的机理，我们不难发现，我国对煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的运用和开发还是有限的。对其理论性的研究也是相对滞后的。这也在一定程度上，限制了我国煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术的发展。除此之外，在对煤矿井下水力冲孔卸压抽采的常规和综合设备方面，尤其是设备的钻冲扩一体化、分段冲孔和水力压冲一体化等的设置上，还缺乏新的创新和全面的运用。因此，对于煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术，我们不仅要完善和提高其本身的技术含量，更要在其集成化、智能化、体系化方面不断的予以创新。这也将是我国煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术今后的重点研究方向。所以，我们完全有理由相信，随着我国煤矿井下水力冲孔卸压抽采技术相关理论及设备不断的得到完善，必将具有更加广阔的前景。

［1］徐东方，黄渊跃，罗治顺，杨献东.底板巷水力冲孔卸压增透技术的研究与应用 ［J］.煤炭科学技术，2013，02：42-44+48.

［2］徐涛，冯文军，苏现波.煤矿井下水力压冲增透强化抽采技术试验研究 ［J］.西安科技大学学报，2015，03：303-306+312.

［3］刘晓.单一低渗煤层水力压冲增透抽采瓦斯技术 ［J］.煤矿安全，2014，05：59-62.

P2［文献码］

1000-405X（2016）-8-484-1