煤炭科学技术

作者：买巧利, 吴学松, 丁超, 陆祖军,

关键词：高压水力顺层钻割技术, 冲击地压, 电磁辐射, 卸压解危,

为提高回采工作面高应力区防冲卸压效率和效果，针对煤层注水、煤体钻孔卸压、爆破卸压等传统卸压方法存在的应用缺陷，运用高压水力顺层钻割技术对综放工作面冲击地压显现危险区域进行提前卸压处理，从理论上分析了该技术的卸压原理和可行性，在现场进行了实践应用，并用数值模拟和电磁辐射方法对卸压效果进行验证。结果表明：①高压水力顺层钻割技术钻孔沿工作面倾向顺煤层层理布置，以压力高于30 MPa高度聚能的水射流束切割破碎煤体，形成卸压空间，同时浸润弱化煤体，钻孔由内而外形成破裂区、塑性区、弹性区，并随着塑性区及破裂区煤体变形量的不断地增加，塑性区及破裂区煤体变形、垮落，积聚的弹性能得到释放，煤岩体中的静载荷降低，消除冲击地压发生条件，防止冲击地压发生；②高压水力顺层钻割技术钻割时采用定点与反复动态相结合钻割方式，钻杆轴向与径向运动相结合，既保证钻进稳定性，又可形成多段圆盘状卸压空间和连续卸压孔洞，在煤层内可形成半径为300～400 mm的卸压空间，出煤量可达2.0～3.5 t；③数值模拟结果显示，采用高压水力顺层钻割技术卸压后煤体内部应力平均降幅达68.6%，电磁辐射现场监测钻孔施工前、后平均幅达60.92%，实施后巷帮应力降低区明显扩大，煤体内部应力显著降低，卸压效果良好。

来源：2021年第11期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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