高壓水射流擴孔技術在煤礦行業的可行性分析

采用鉆孔進行瓦斯抽排，是突出礦井防突的主要措施，也是降低煤層瓦斯涌出，減少工作面瓦斯超限的常用方法。鉆孔抽排瓦斯的效果，受到鉆孔直徑大小和鉆孔周圍媒體卸壓范圍的影響。采用鉆機施工大直徑鉆孔存在著垮孔嚴重、排渣困難、成孔長度短以及鉆機負荷大等技術問題，技術和經濟上是不可取的。為此，必須尋求新的技術方案。

高壓水射流擴孔技術在煤礦行業的可行性分析：

高壓水射流擴孔技術原理是在施工小直徑鉆孔時，進入煤層后利用高壓旋轉水射流對煤層成近圓柱體切削，從而使小直徑鉆孔在煤層段形成更大腔體，增加抽放鉆孔內煤層的暴露面積，最終增加鉆孔抽放效率。同時，由于高壓水射流的影響，抽放鉆孔附近煤層有增加透氣性、增強煤體硬度及解除應力卸壓的效果。
 
高壓水射流擴孔施工工藝為，首先在鉆場施工Φ75 mm或Φ89 mm的小孔徑普通鉆孔，穿透全煤層后撤鉆，將高壓水射流裝置送入鉆孔煤層位置進行高壓水射流擴孔切割，高壓水會在高速旋轉中將媒體逐層切割下來，煤屑通過排渣噴嘴從鉆孔內排出，幾乎沒有煤屑排出時即可停止擴孔。

北京德高潔清潔設備有限公司在丁集煤礦進行了高壓水射流擴孔試驗，具體詳情請參照《丁集煤礦高壓水射流擴孔試驗分析》，我們在丁集礦西一采區低抽巷對11－2煤層進行的高壓水射流擴孔實驗研究表明，高壓水射流擴孔可將鉆孔煤層部分直徑增加8倍，使煤層透氣性系數增加近5倍，使相同時間內抽放量增加3倍，明顯縮短抽放周期，大大提高了抽放效率。
 
現場施工表明，在用小直徑鉆頭施工1個穿層抽放鉆孔后，再用高壓水射流設備擴孔只增加1/10左右的工作時間，但抽放能力卻是擴孔前的3倍。因此，在取得相同抽放效果的前提下，應用高壓水射流擴孔可節省近2/3的施工量。

綜上所述，我們可以看出使用高壓水射流擴孔技術在煤礦行業的應用是可行的。高壓水射流對于提高鉆孔的瓦斯抽放效率、增加煤層的透氣性、降低瓦斯壓力和含量具有非常好的效果。