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超高压水射流“横切纵断”防治复合煤岩动力灾害技术

2021-05-21易恩兵张永将

煤炭学报 2021年4期

易恩兵,张永将

(1.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000; 2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037; 3.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400037)

随着我国煤矿深井高地应力、高瓦斯压力煤炭高强度开采,不可避免的伴随冲击地压、煤与瓦斯突出复合煤岩动力灾害发生[1-5]。目前已有的高压水射流切割松软煤体技术主要是针对煤与瓦斯突出、冲击地压单一动力灾害防治方面的研究[6-10],同时低压水射流切割高硬度冲击地压煤层,切割缝槽宽度及半径较小,切割效果差。因此需要研究防治复合煤岩动力灾害超高压水射流成套工艺技术,即100 MPa超高压水射流切割煤体和顶板,减弱远、近场载荷应力及瓦斯压力,减弱冲击地压、煤与瓦斯突出复合灾害的发生。

针对复合煤岩瓦斯动力灾害发生机理,以往学者已开展大量研究工作,如窦林名等[2,11]提出了动静载叠加诱发高静载、强动载和低临界应力3种类型动力灾害原理,构建适用于煤岩瓦斯复合型灾害的监测预警指标体系。高压水射流防治瓦斯突出灾害的研究如卢义玉等[12]利用自激振荡脉冲水射流在煤层中割缝,增加煤层透气性,提高瓦斯解吸率,缩短石门揭煤时间;张建国等[13]开发了将钻机钻进与射流割缝技术有机结合的穿层钻孔高压旋转水射流割缝增透防突技术,水射流压力低于50 MPa,数值模拟研究了钻孔和射流缝槽卸压效果。另有学者[14-18]利用高压水射流钻孔切缝研究了提高松软煤层瓦斯抽采率方面的技术难题,水射流增透技术是改造煤体结构的有效途径。……

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