房新亮， 武国胜， 徐云辉， 刘亚晓

(1.河南龙宇能源股份有限公司 车集煤矿， 河南 永城 476600； 2.河南铁福来装备制造股份有限公司， 河南 宝丰 467400)

井下开采煤层绝大多数为低透气性突出煤层[1]。在不具备保护层开采的条件下，顶(底)板岩巷穿层钻孔瓦斯预抽是最有效的煤层消突措施[2]。为了提高低透气性煤层瓦斯的抽出效率，需要采取相应的辅助增透措施，水力冲孔技术是目前普遍应用的煤层卸压增透技术之一。水力冲孔造穴技术是应用高压水射流冲击破碎煤体，在煤体内部形成较大洞穴，洞穴周围煤体应力得到释放、裂隙充分发育，进而达到较大范围卸压损伤的增透技术[3]。其技术原理如图1所示。

图1 穿层钻孔造穴卸压增透技术示意图

中国学者针对水力冲孔卸压增透的机理、技术和应用开展了一系列研究和考察[4]。王恩元等[5]研究了水力冲孔在梁北二井高突煤层应用中孔洞周围煤体的多场分布演化规律与卸压增透半径。王兆丰等[6]分析了水力冲孔在松软低透煤层的增透机理并考察了在罗卜安煤矿的应用效果。郝从猛等[7]根据水力冲孔冲出的煤量，将冲孔的形状进行简化，建立了瓦斯流动流固耦合模型并借助COMSOL数值软件进行求解，得出了冲孔后瓦斯抽采半径模拟结果与现场实测基本一致的结论。王伟[8]以卧龙湖矿松软煤体为研究背景，推演了高压水射流冲击破碎松软煤体的过程，研发了钻进冲孔一体化装备，并实现了履带式联动行走。……