基于水力割缝卸压的煤岩与瓦斯动力灾害防控技术

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 49; no. 4; pp. 133 - 141
• Main Authors: 张永将, 黄振飞, 季飞
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400037 17.05.2021; 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037
• Subjects: 煤岩与瓦斯动力灾害; 水力割缝; 瓦斯压力; 应力卸压
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2021.04.016

TD712; 随着煤矿开采逐渐向深部延深,高强度开采瓦斯涌出量大,煤岩体高应力与瓦斯灾害呈相互耦合态势.针对深部矿井高强度开采面临的煤岩与瓦斯动力灾害治理难题,基于高压水射流割缝卸压原理,提出应力、瓦斯双重卸压的煤岩与瓦斯动力灾害水力化防治技术.通过理论分析与数值模拟方法,分析了超高压水射流割缝破煤机制,研究了煤层割缝卸压措施对区域内煤体应力及瓦斯的双重影响.研究结果表明:高压射流在煤层内部切割破坏了煤体完整性,减弱了煤体对上覆岩层支承能力,能有效地缓解割缝区域内应力集中;钻孔内部切割形成的缝槽改变钻孔瓦斯抽采模式,由径向流动改变为径向、轴向复合流动,使煤层瓦斯含量、压力迅速降低,超高压水力割缝技术通过应力卸压及瓦斯抽采2个方面解除了煤岩与瓦斯动力灾害发生危险.经在胡家河矿现场试验,割缝区域内平均微震事件能量下降18％、单位进尺微震能量降低37％,采用地音趋势法评估的矿压显现强烈次数下降17％,瓦斯抽采量提高4.1倍,表明超高压水力割缝技术能实现地应力及瓦斯压力双重卸压,有效解除煤岩与瓦斯动力灾害发生危险,为深部煤矿高强度安全开采提供技术保障.