方山矿水力冲孔方案
高突矿井下水力冲孔有效半径考察及效果验证
最 早 （１９６５年 ）在我 国鱼 田堡 煤 矿试 验 并 取 得成 功 ，
随后各 国学 者对 水 力 冲孑Ｌ技 术 做 了大 量 的 试 验 研
水力 冲孑Ｌ即高压水 体通 过井 下钻 孔技 术 对靶 体
究 －ｓｊ。 目前 基本 得到 公认 的 瓦斯 突 出机 理 是 综合 煤层 进行 射 流 冲击 操 作 ，高 能水 体 的持 续 冲击 造 成
总 第 ２００期
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２７９８．２０１６．０４．００６
高 突矿 井 下水 力 冲孔 有 效 半径 考察 及 效 果验 证
刘 彦 鹏
（潞 安 集 团 余 吾 煤 业 公 司 ，山西 长 治 ０４６１０３）
摘 要 ：基 于水力 冲孑Ｌ卸压增透机理 ，利用底板 岩巷 钻场 对 目标开采的高突危 险性煤层进行 穿层水力 冲孑Ｌ 的有效影响半径 以及卸压增透效果考察 。通过 瓦斯 实时流量 法 ，监测 了冲孔过程 中瓦斯流量 的增 减变化 ， 进而确定 了冲孔 的有效影响范 围 ；然后结合现场施工条件 ，对冲孔出煤量 以及 冲孔前后瓦斯抽 采总量进行 数据考察 ，对 冲孔 效果进行 了总体验证 。试验结果显示 ：水力冲孔单孔有效影响范 围为 ６．４ ｍ＜Ｒ＜８．８ ｍ， 该矿水力 冲孔施工 间距 为 ９ ｍ时可以达到最好 的卸 压增 透效果 ；抽采 时间为 ６周时 冲孔 前后抽 采量提 高 了 ５３％ 左 右 ，完 全 达 到 了 消 突 的 目 的 。 关 键 词 ：水 力 冲 孑Ｌ；突 出煤 层 ；卸 压 增 透 中图分类号 ：ＴＤ７１３ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１００５—２７９８（２０１６）０４—００２０—０３
随着矿 井 开 采 深度 的不 断 增 加 ，高 瓦斯 与 高地 可 能性 ，然后 提 高煤 体 渗 透 率 ，提 高 瓦 斯 抽 采 效率 ，
水力冲孔技术在防治煤与瓦斯突出中的应用
水力冲孔技术在防治煤与瓦斯突出中的应用
高江涛
【期刊名称】《煤炭科技》
【年(卷),期】2022(43)2
【摘要】煤巷掘进过程中,为减少煤层瓦斯压力和含量,消除煤与瓦斯突出危险,避免各类瓦斯事故的发生,以左权阜生煤业典型的低透气高瓦斯松软煤层为例,根据水力冲孔卸压增透的机理,采用数值模拟软件确定了水力冲孔作用的有效影响半径,并将水力冲孔应用到工程实践中,从抽采效果、消突效果和掘进速度等角度说明了水力冲孔的效果。
实践表明,水力冲孔的应用能有效减少煤层瓦斯压力和含量,防治煤与瓦斯突出效果显著。
【总页数】4页(P112-115)
【作者】高江涛
【作者单位】山西潞安集团左权阜生煤业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD712.6
【相关文献】
1.技术管理在防治煤与瓦斯突出中的创新及应用
2.水力冲孔增透技术在三软煤层煤与瓦斯突出防治中的应用
3.水力冲孔增透技术在大淑村矿防治煤与瓦斯突出中的应用
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5.水力冲孔技术在大断面瓦斯隧道快速揭煤中的应用
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水力冲孔技术在大倾角薄煤层中的应用
表 ３ ＋２ｍＮｃ５水力冲孔情况统计 ０ ｃ
冲孔时 ， 当高压水低于 ８ Ｐ 时 ， ａ 冲孔效果 极差 ， 本不 Ｍ 基 能冲孔 ； 当水压达到 １ Ｍ ａ ０ Ｐ 以上时 ， 冲孔效果 明显 。
３ 瓦斯抽采效果考察
３ １ １ 瓦斯抽采量 ．． 该 石门共计施 工钻孔 ９ ， — ２ Ⅱ、 ５个 １ ７ 、 Ⅲ号抽放 钻孑 施 Ｌ 工时间为 ２０ 年 ２月 １ ～２月 ２ ０８ ４日 ９日，３ ３号抽放钻孔 ７ —９ 施 工时间为 ３ ４日 ～３ ９日。打钻过 程中部分钻孔存在 月 月
性， 增加 了可塑性 ， 降低 了煤 体内部的应力集 中 ， 增加 了防止
低影 响抽 、 排放效果 ， 抽采达标时间需 ６ 个月以上 ， 严重制约
了矿井生产部署 。因此 三汇三矿 急需一 种石 门快 速揭 煤的
技 术。
２ 水 力 冲 孑 技 术 的 研 究 应 用 Ｌ
煤 和瓦斯 突出的能力 ， 了综合 防突的作用［ 。该项技术 起到 ５ ｊ 在重庆 天府矿业有 限责任公 司三 汇三 矿的大 倾角薄 煤层应 用， 有效地提高了瓦斯 抽采 效果 ， 门揭煤 的周期 缩短 为 ２ 石
水力冲孔后 ， 再施工其余抽采 钻孔。
２２２ 冲孔情况 ．．
２ １２ 冲孔钻头射 流水影 响半径 考察 ．．
２０ 年 ３ １日 ０８ 月 进行 了冲孔钻 头影 响半径的考察 ， 钻头
处 于巷道空间时 ， 其射流效果 如表 １表 ２所示 。 、 从表 １表 ２ 以看 出，在 高压 水压 力基本 一致 的情况 、 可 下， 采用 １５舢 与 ２ ０ｍ ． ． ｍ的出水孔 相 比， 射流半径基本 两
一
致， 但前 者所需水量更少 ， 喷射力更大一些 ， 实际应用 中 故
水力冲孔论文：新安煤田水力冲孔消突效果研究
水力冲孔论文：新安煤田水力冲孔消突效果研究【中文摘要】新安煤田煤层结构属于典型的“三软”煤层结构,其以煤层含气量高而闻名,通常在10m3/t到13m3/t,最大含气量可达26.22m3/t。
新安煤田开采保护层条件较差。
由于其煤层赋存的特殊性,常规区域预抽防突措施在施工和防突效果方面都存在弊端和问题:预抽钻孔施工难度大,易诱发煤与瓦斯突出;煤层的低透气性和易流变特性导致抽放孔容易出现塌孔,严重影响抽放效果;抽放影响半径较小,钻孔施工量较大。
底板巷水力冲孔快速消突技术有效地避免了以上问题的出现,其采用岩柱作为安全屏障,利用高压水射流,冲出大量煤体和排出部分瓦斯,使得煤体释放瓦斯潜能;冲孔结束之后封闭钻孔进行抽放,进一步使煤层收缩变形,使其地应力下降、煤层透气性增高,从而达到消除煤层突出危险性的。
论文通过在义安矿和新安矿的多次试验,确定了适合新安煤田的冲孔工艺和技术标准,其中临界有效破煤压力为13~16f,冲孔喷头选型为2*Φ5mm型号,冲孔顺序为从外往里(煤岩交界处为重点冲孔位置);通过对冲孔之后钻孔周围应力分布的数值模拟,得出了在每米煤孔冲出1t/m和单孔不少于5t的技术标准下,钻孔布置其见煤点之间的距离为8m能够较好的避免应力集中,更好的优化了钻孔的...【英文摘要】Xin’an coalfield is typical of“three soft “coal seam structure,and is famous for high Coalbed gas content,usually in the 10m3/t to 13m3/t, the maximum numericup to 26.22m3/t. Xin’an coalfield has a poor condition in mining covering layer,due to the special coal bed storage,it has a problem in construction and the control effect for coal and gas outburst to adopt conventional measures of Pre-drainage of coal-bed methane:it is difficult to construction hole,and easy to induce coal and gas outburst;it is becau...【关键词】水力冲孔穿层钻孔瓦斯地质单元防突效果【英文关键词】hydraulic punching crossing hole gas geological unit control-outburst effects【目录】新安煤田水力冲孔消突效果研究致谢4-5摘要5-6Abstract6-7 1 绪论12-20 1.1 引言12-14 1.2 文献综述14-16 1.2.1 国外研究现状14 1.2.2 国内研究现状14-16 1.2.3 存在的问题16 1.3 本文研究的内容16-17 1.4 技术路线和特色17-18 1.4.1 技术路线17-18 1.4.2 论文特色18 1.5 本章小结18-20 2 新安煤田试验点概况20-26 2.1 义安矿试验点概况20-22 2.1.1 矿井概况20-21 2.1.2 矿井开拓与开采方式21 2.1.3 矿井地质构造21-22 2.1.4 试验工作面概况22 2.2 新安矿试验点概况22-25 2.2.1 地理位置22 2.2.2 井田地质构造22-23 2.2.3 煤层赋存条件23-24 2.2.4 试验工作面概况24-25 2.3 本章小结25-26 3 义安矿试验工作面瓦斯单元划分26-32 3.1 瓦斯地质单元划分原则和指标26-28 3.1.1 地质构造26 3.1.2 瓦斯含量26-27 3.1.3 煤厚和煤厚变化27 3.1.4 瓦斯动力现象27 3.1.5 采取的防突措施27-28 3.2 瓦斯地质单元划分28-31 3.2.1 瓦斯地质单元1 划分28-30 3.2.2 瓦斯地质单元2 划分30-31 3.3 本章小结31-32 4 水力冲孔工艺和技术参数考察32-36 4.1 水力冲孔措施消突原理32 4.2 适合新安“三软”煤层的冲孔工艺考察32 4.2.1 冲孔临界有效破煤压力考察32 4.2.2 冲孔顺序选择32 4.3 水力冲孔设备选型32-34 4.3.1 冲孔喷头选择32-33 4.3.2 防喷装置33 4.3.3 乳化液泵站33-34 4.3.4 钻机和高压胶管34 4.3.5 压滤机34 4.3.6 缓冲水箱34 4.4 本章小结34-36 5单元1 水力冲孔实施概况和消突效果分析36-62 5.1 义安矿水力冲孔防突措施应用背景36-37 5.1.1 发生突出巷道概况36 5.1.2 掘进采取的防突措施36 5.1.3 巷道掘进概况36 5.1.4 煤与瓦斯突出发生概况36 5.1.5 钻孔施工概况36-37 5.2 水力冲孔影响半径考察37-40 5.3单元1 内水力冲孔措施实施概况40-43 5.3.1 冲孔钻孔布置40-41 5.3.2 冲出煤量分析41-42 5.3.3 冲孔前后孔径变化42-43 5.4 单元1 内防突措施效果检验43-46 5.4.1 措施效果检验原则43-44 5.4.2 措施效果检验44-46 5.5 掘进防突专项防突措施46-47 5.5.1 区域验证46 5.5.2 局部防突措施46-47 5.6 单元1 内水力冲孔防突效果分析47-52 5.6.1 卸压增透效果对比47-50 5.6.2 突出危险性对比50-51 5.6.3 掘进速度对比51 5.6.4 动力现象对比51 5.6.5 预测和效检超标率对比51-52 5.7 冲孔存在问题及原因分析52-56 5.7.1 存在的问题52 5.7.2 空白带存在原因分析52-55 5.7.3 应力集中现象产生原因的理论分析55-56 5.8 冲孔钻孔应力分布数值模拟56-61 5.8.1 数值模拟方法和思路56 5.8.2 数值模型及模拟条件56-57 5.8.3 冲孔过程的数值模拟结果57-61 5.9 本章小结61-62 6 单元2 内水力冲孔实施概况及消突分析62-76 6.1 原设计冲孔措施实施概况62-64 6.1.1 钻孔布置62-63 6.1.2 冲出煤量分析63 6.1.3 冲孔前后孔径变化63-64 6.2 补充水力冲孔措施概况64-68 6.2.1 补充冲孔措施实施背景64 6.2.2 钻孔布置64-68 6.2.3 冲出煤量分析68 6.3 单元2 内防突措施效果检验68-72 6.3.1 措施效果检验原则68 6.3.2 措施效果检验68-72 6.4 单元2 内水力冲孔消突效果分析72-73 6.4.1 突出危险性对比72 6.4.2 掘进速度对比72-73 6.4.3 瓦斯动力现象对比73 6.4.4 预测和效检超标情况对比73 6.5 本章小结73-767 新安矿水力冲孔措施实施概况和消突分析76-827.1 试验点水力冲孔实施概况76-787.1.1 钻孔布置767.1.2 冲出煤量分析76-787.1.3 冲孔后孔径变化787.2 水力冲孔措施防突效果检验78-797.3 水力冲孔措施防突效果分析79-807.3.1 突出危险性对比797.3.2 掘进速度对比79-807.3.3 瓦斯动力现象对比807.4 本章小结80-828 结论与展望82-848.1 结论828.2 展望82-84参考文献84-88作者简历88-90学位论文数据集90。
突出煤层水力冲孔卸压增透试验研究
根据现场实测的煤层瓦斯压力 和瓦斯 吸附参
数 ， 朗格缪 尔方程 计算 １ １煤层 瓦斯 含 量 ， 加 按 ３— 再 上游 离瓦斯量 即得 １６ （ ） 作 面 １ ７２ ３ 工 ３—１煤层 的瓦
１８ ６
矿 业 科 学 技 术
第３ ９卷
斯含量 。依据 实验 室 测定 １ ３—１煤层 基 本 参 数 ， 计 算抽采 前原始 瓦斯含量 为 ９３ ／（： 了考察在 突 出煤层 中水 力冲孔 卸压 增 透试 验 的效 果 ， 据 潘 三 矿 １ 为 依 ３—１突 出煤层 的赋 存 条 件 ，
在 煤层 底 板巷 中利 用 穿层 钻 孔进 行 水 力冲孔 的现 场试 验 。通 过考 察 水 力冲孔 的 单孔 出煤 量和 瓦斯 抽 采半 径等 参数 ， 分析 了在 突 出煤层 水 力 冲孔 防 突措 施 的 卸 压增 透 效 果 ， 结果 表 明在 单 孔每 米冲 孔 时 间约 为 １ ｈ
重 自然灾 害 之一 。为 了有 效 预 防 煤 巷 掘 进 过 程 中
瓦斯 吸附 常数 口 ｂ值 与 工业 分 析 、 层 瓦 斯 压 力 、 、 煤 煤层 瓦 斯 含 量 。在 １６ （ ） 抽 巷 打 钻 取 １ ７２ ３ 底 ３—１ 煤层 煤 样 ， 至 通 风 实 验 室 ， ０ ２ 送 取 ． ０～０ ２ ｍ 粒 ．５ ｍ 度 的试 样 ３０— ０ｇ装入 密封罐 中。用该 样 品测 算 ０ ４０
瓦斯吸附常数和煤样 的工业分析值 ， 如表 １ 所示。 本 次 瓦 斯 压 力 的 测 定 方 法 按 煤 炭 行 业 标 准 Ｍ ／ ６８— ９ ６ 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测 Ｔ Ｔ ３ １９ （ 定方法》 的规定进行 ， 采用注水泥沙 浆机械 封孔 ， 被 动式 测压 方 法 。封完 孔 ３ｈ后 安 装压 力 表 ， 定 ６ 并
水力压冲一体化增透抽采瓦斯技术
水力压冲一体化增透抽采瓦斯技术王宝贵1，2（1. 山西焦煤西山煤电集团公司 杜儿坪矿，山西 太原 030053；2. 太原理工大学 继续教育学院，山西 太原 030024）摘要：现有的水力压裂、水力冲孔、水力掏槽、水力割缝等煤矿井下水力增透技术工艺复杂、适应条件单一、劳动强度大，而钻冲一体化、钻扩一体化、水力冲/压一体化等技术对硬煤增透效果不理想，且存在工序繁琐、不能连续作业等问题。
针对上述问题，提出了一种水力压冲一体化增透抽采瓦斯技术，在钻进过程中利用高压水射流定点（定向、分段）对煤层实施水力增透作业，可实现集打钻、对软煤水力冲孔及对硬煤水力喷射压裂的一体化作业。
揭示了水力压冲一体化增透原理，即通过水力冲孔将软煤层的部分煤体冲出，实现软煤层出煤卸压增透，对硬煤层进行定点水力喷射压裂，实现硬煤层造缝增透；研制了水力压冲一体化钻具，满足高泵压、大排量的要求，具备较强的破岩和排屑能力，其工序简单、可操控性强；给出了高压水射流冲孔和水力喷射压裂时的钻具操控方法，探讨了钻进时冲压工艺和退钻时冲压工艺。
在某矿16101底抽巷使用水力压冲一体化钻具进行了现场工程试验，结果表明：在软煤段进行水力冲孔作业，比传统水力冲孔缩短时间60%～80%，而单孔出煤量增加了约2倍，单孔平均百米瓦斯抽采纯量提高了1倍；在硬煤段进行水力喷射压裂作业，单孔平均百米瓦斯抽采纯量比传统水力冲孔提高了2倍。
关键词：瓦斯抽采；煤层增透；水力压冲一体化；水力冲孔；水力喷射压裂中图分类号：TD712 文献标志码：AHydraulic fracturing and punching integration enhanced permeability gas extraction technologyWANG Baogui 1,2(1. Duerping Mine, Shanxi Coking Coal Xishan Coal and Electricity Group Company, Taiyuan 030053, China ；2. School of Continuing Education, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)Abstract : The existing hydraulic fracturing, hydraulic punching, hydraulic slotting, hydraulic cutting and other underground hydraulic permeability enhancement technologies in coal mines have complex processes, single adaptability conditions, and high labor intensity. However, drilling and punching integration, drilling and expansion integration, hydraulic punching/fracturing integration and other technologies are not ideal for enhancing the permeability of hard coal. There are problems such as cumbersome processes and inability to operate continuously. In order to solve the above problems, a hydraulic fracturing and punching integration enhanced permeability gas extraction technology is proposed. During the drilling process, high-pressure water jet is used to perform hydraulic enhanced permeability operations on coal seams at fixed points (directional, segmented). It can achieve integrated drilling, hydraulic punching of soft coal, and hydraulic injection fracturing of hard coal. The study reveals the principle of hydraulic fracturing and punching integration permeability enhancement. The hydraulic punching is used to flush out part of the coal body in soft coal seams, achieving pressure relief and permeability enhancement of soft coal seams. The fixed-point hydraulic jet fracturing is performed on hard coal收稿日期：2023-05-06；修回日期：2024-01-20；责任编辑：盛男。
水力冲孔
水力冲孔实验根照矿井瓦斯治理规划,11采区采用穿层钻孔预抽煤层条带瓦斯措施,几个月来测量出的数据显示,11011底板抽放巷钻场内钻孔中的浓度远远达不到预期的浓度,主要原因是煤层透气性差,通过实验研究提出了水力冲孔的施工要领、水力冲孔及其消突机理，研究表明，采用底板岩巷穿层钻孔与水力冲孔区域消突措施，可有效的消除突出应力，大幅度的增加煤层的透气性，保障了工作面的安全高效回采。
为此，由大众煤矿各部室\区队有关人员组成研究小组，于2010年7月对大众煤矿11011下顺槽底板抽放巷进行水力冲孔实验。
一、水力冲孔钻孔设计1、水力冲孔工艺①提前焊接好喷嘴。
将喷嘴焊在钻杆上做成割刀，向孔内装杆在最前方；②冲孔时至少应有四人施工，1人操作高压水阀及换杆；1人负责用管钳转动钻杆进行装杆；1人负责清煤；1人观察孔口情况（并协助装杆）；③在岩孔内装杆须用静压水，钻杆接头间隙用棉纱封闭严密，拧紧④装至见煤位置时，去掉钻杆上的静压水管，换成高压水管连接到钻机上，打开高压注水泵缓慢升高压力，向冲孔位置输送高压水；⑤打开钻场外高压控制阀门向钻孔供水，水压缓慢升高，不得大于22MPa，一般为20MPa。
；⑥开始冲煤孔第1根钻杆时，应缓慢推进，并保持较长时间（至少30分钟），直至钻孔排水顺畅，水色较清，无明显煤（岩）粉冲出时，再装下一杆；⑦装杆时，首先关闭高压水阀门，接着打开卸压阀，待钻杆内水压完全卸载之后（目视卸压阀出水流不急），用棉纱封闭钻杆接头间隙后接杆并拧紧；⑧在冲孔过程中，以保持水流正常为准。
若发现钻孔不出水，要立即停止推进，回撤钻杆，并来回推进几次，待水流正常时再缓慢冲孔；⑨计划每个钻孔冲出煤量为1吨。
⑩水力冲刷施工工艺见下图1—冲刷钻孔2—冲刷水枪3—钻机4—高压胶管5—高压水泵6—水管7—水车2、实验钻场的确定根据大众煤矿11011下顺槽底板抽放巷的具体情况选择实验钻场：11011底板抽放巷1号钻场位于11011下顺槽底板瓦斯抽放巷内部，距底板抽放巷巷道开口的距离为100m，钻场距煤层底板法线距离为17.7m，距11011下顺槽上帮水平距离为20m，标高为-240m，钻场周围岩层为砂岩，中等坚硬；地质构造复杂程度中等。
水力冲孔技术在观音山煤矿的试验应用
水力冲孔技术在观音山煤矿的试验应用摘要：为解决观音山煤矿一井C5煤层透气性较差，抽采效果较差问题，从增加钻孔煤体暴露面积、改变煤体应力特性、提高煤层透气性等角度出发，开展水力扩孔试验，从试验结果来看，扩孔钻孔在煤体卸压、瓦斯自排及抽采等方面，大幅优于普通钻孔，证明了水力扩孔工艺在观音山煤矿的适用性。
关键词：增透；扩孔；抽采浓度；抽采纯量；煤体卸压1项目实施方案1.1试验地点概况本次水力扩孔试验选择在106瓦斯抽采巷进行，该巷道主要服务于W1103运输顺槽掘进影响区域的瓦斯治理工作。
目前，W1103运输顺槽仅完成了石门揭煤工作，尚未开始掘进，其位于W1101工作面北侧，方位约264º，设计长度约900m，标高约+995m，埋深约355m~530m。
106瓦斯抽采巷已经掘进完成，其位于W1103运输顺槽南侧，长度约900m，方位约264º，标高约+985m，埋深约365m~540m，与W1103运输顺槽保持约23m的水平投影距离。
1.2技术工艺在已施工的穿层抽放钻孔中，利用钻机带动高压钻杆及扩孔钻头旋转，储水箱高压水经高压胶管、高压旋转水尾、高压钻杆及扩孔钻高低压转换器上喷嘴对钻孔煤壁进行打击、切割或剥离，通过高压扩孔钻杆沿钻孔轴向方向运动形成对整个钻孔的径向连续扩孔，达到扩大钻孔直径，增加煤层暴露面积和钻孔径向卸压范围目的，从而提高煤层的透气性和瓦斯抽采效果，进一步降低煤层瓦斯压力，同时煤层润湿后，煤体弹性减少，煤体卸压、瓦斯放散初速度降低，以有利于防治煤与瓦斯突出。
1.3技术方案1.3.1钻孔施工及设计本次试验拟定选用ZYW-4000型钻机，设计布置1组试验钻孔、1组对比钻孔。
为避免试验孔与对比孔之间的影响，两组钻孔至少保证20m间距。
试验组总扩孔钻孔不少于18个：共计3列，每列6孔，终孔间距暂按7m设计，钻孔孔径为Φ113mm。
试验组钻孔施工过程中，考察扩孔、埋管、封孔、连抽等工艺及参数。
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乳化液泵型号选用BRW200/，额定流量为200L/min，额定压力为，与乳化液泵相连的是FRx1000型辅助乳化液箱，液箱额定容量为1000L，其外形尺寸2900×950×1300，重量700kg。
本次选用，钻机与乳化液泵相连的连接管采用内径φ25mm或32mm、耐压32MPa钢丝缠绕胶管，将胶管的另一头与50mm钻杆尾端连接，连接处采用快速接头和U型卡加固。高压胶管的内径一般为：8mm、16mm、25mm和32mm。本次水力冲孔采用的高压胶管内径是25mm或32mm。
④由于该矿煤质较软，如采取从煤层上部向下部冲和从中部向钻孔两端冲孔，会存在塌孔、堵孔现象，致使冲孔不能顺利进行，所以本次冲孔采取从煤岩交界处逐步向钻孔深部进行冲孔，冲孔过程中应缓慢转动钻杆，每米煤孔冲孔到返清水为止或初步定为20min。冲孔时在距离孔口2m左右悬挂瓦斯便携仪，当瓦斯浓度达到1%时，暂停冲孔，并将钻杆推出煤孔以外，当浓度降到%时重新冲孔。
安全阀的作用是安全报警，即当机组溢流阀或其它因素出现意外，乳化液泵压力超过排出压力的~倍或~倍时，高压液体就会克服安全阀弹簧的预计压力，打开阀芯，报警降压。
喷嘴的作用是将高压水射流的压力能转变为动能，利用从喷嘴射出的具有很高能量的射流来进行切割、破碎煤体。喷嘴的结构与射流性能关系是非常紧密的，喷嘴质量的好坏直接影响到水射流的切割能力。本次试验所采用多级破碎喷头。
图2水力冲孔钻孔布置图
表1钻孔参数表
钻孔编号
倾角（°）
偏角（°）
距底板高度（m）
距中线距离（m）
距循环点（m）
岩孔斜长（m）
岩孔长度（m）
煤孔长度（m）
钻孔长度（m）
1
48
右
25
左
右
2
48
右
9
左
右
3
48
左
9
左
左
4
48
左
25
左
左
5
56
右
35
左
右
6
56
右
13
左
右
7
56
左
13
左
左
8
56
左
35
左
左
9
68
右
53
2
水力冲孔系统一般是由乳化液泵、水箱、钻机、高压胶管、多功能流量表、喷头等组成。如图1所示。
图1水力冲孔系统布置示意图
3
本次实施水力冲孔措施钻孔采用直径89mm，设计钻孔24个，冲孔半径按照5.6m进行设计，在试验中考察冲孔有效半径的大小后在另行修改。为了掩护机巷掘进，本次设计控制范围为：沿煤层倾向方向控制34m，沿煤层走向方向控制24m，具体参数如表1所示，钻孔设计图如2所示。
（2）水力冲孔有效影响半径考察
本次设计方案采用两种方法考察水力冲孔有效影响半径，流量法和压力法。
①流量法：
施工顺序：施工水力冲孔钻孔周围的抽放钻孔→测定煤层瓦斯含量→将抽放钻孔连接到抽放管路上→考察各抽放钻孔流量→施工水力冲孔钻孔→将钻头换成喷头→冲孔前抽放钻孔瓦斯流量测定→进行水力冲孔措施→冲孔中、后测定瓦斯流量；
在回风巷中安装有由煤炭科学研究总院重庆分院生产的智能低浓度沼气传感器作为探头T1，用来监控瓦斯浓度的变化。
为了测定水力冲孔期间，水压变化和流量为监测水压和流量在水力冲孔期间的变化，在距钻孔开口5m处安装了SGS型双功能高压水表：BH GB/~3–1996 DN20 PN1△P=精度：、、，压力表量程为0~25MPa，在其旁边连接型号为QJ16的球形截止阀。
根据矿方提供资料，岩石集中巷布置在煤层以下20m的位置，倾向上距下巷中心线水平距离为5.0m，底板岩巷宽3.0m，高3.0m，断面为直墙半圆拱。为了掩护11051机巷掘进，在底抽巷内采取水力冲孔卸压增透措施，按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求控制机巷两帮各15m，根据设计要求沿煤层走向方向控制24m的范围。
①方山矿煤质较软f值在~之间，按照经验公式破煤压力等于10f，即射流破煤压力为~之间。在冲孔过程中，始终保证喷嘴射流压力不低于2MPa；
②依据喷嘴射流压力的大小，选取3φ2.0mm型喷嘴；
③由于乳化液泵距离冲孔位置的距离较远，同时在高压胶管与钻机的连接处、钻杆之间都存在压力的损失，本次水力冲孔实验压力定为6MPa、8MPa、10MPa、12MPa等，依据双功能水表压力显示压力在进行调整，若所建立压力偏小则可以增大乳化液泵压力或更换小喷嘴喷头，若压力偏大则减小乳化液泵压力或更换大喷嘴喷头。根据上述原则，进行水力冲孔实验，考察出能够适合本矿的水力冲孔喷头和乳化液泵压力。
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本次试验主要考察以下两个方面：（1）考察水力冲孔工艺参数；（2）考察水力冲孔的有效影响半径，优化钻孔布置参数。
（1）水力冲孔工艺参数考察
经多个矿区的试验应用证明水力冲孔卸压增透技术是一项防突效果显著的防突措施，但其应用在不同矿区、不同条件的煤层的主要技术参数也不相同。其中重要的技术参数主要有破煤压力、喷嘴直径选取、乳化液压力及冲孔工艺，破煤压力又取决于煤质坚硬程度。在确定了破煤所需压力后便需要通过理论和试验来确定喷嘴压力、流量及喷嘴型号，从而最终确定满足要求的系统管路压力流量。针对方山矿煤层实际情况，在实验过程中做如下考察。
方山矿11051机巷底板巷水力冲孔消突增透技术实施方案
许平煤业方山矿新井
二1-11051采面位于二1轨道下山南翼，西邻二1-11032采面采空区，东边为未开采的实体煤柱，南边为四4主斜井保护煤柱，北为轨道下山及其保护煤柱。采面设计走向长300m(均），倾斜宽140m，采高3.0m，储量万吨。该采面标高-44～-72m,埋深为504-648米。煤层厚度为～14.95m，平均厚度8.5m。二1煤层总体走向NNE，倾向SEE，倾角10～18°，平均14°。根据煤与瓦斯突出区域的划分，二1-11051采面位于煤与瓦斯突出区域，根据二1-11051工作面机巷测定瓦斯含量7.145m3/t，瓦斯压力为，随着掘进面深度的增加，瓦斯涌出量可能增大。回采期间预计该综采面瓦斯涌出量为-12.08m3t。
冲孔前测瓦斯流量：各个抽放钻孔施工完毕后，连茬抽放，每班测定两到三组钻孔瓦斯流量，在水力冲孔前，每隔5~10分钟测定1次抽放钻孔的瓦斯流量，共计测定5组以上。
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