【背景】松软低透煤层瓦斯治理一直是我国煤矿瓦斯治理的关键,随着地质条件的复杂化,常规抽采方法已经无法高效解决该问题。采用水力卸压增透强化瓦斯抽采技术是目前广泛应用的手段之一,如水射流割缝、水力冲孔等。
松软煤层水力卸压增透过程中出现的塌孔、抱钻是亟需解决的问题。来自河南理工大学的魏建平教授课题组通过对水力冲孔过程中发生堵孔、抱钻原因的分析,研制了一种水力破煤、清淤与排渣一体化装置。该装置通过调节水压控制阀芯运动,阀芯运动可以改变冲孔钻头和喷嘴内高压水流的启闭,即能够根据不同水压的作用改变高压水流的流向,从而有效防止堵孔与抱钻,并避免水力冲孔过程中出现喷孔、顶钻与瓦斯超限等现象。
在钻头正常钻进的过程中,水流经过流道1从球体的两侧流出,进行排渣。当出现返水不畅,即出现堵孔现象时,开始调整水射流压力,球体受到的冲击力减小从而堵住阀体,使水流从流道2的喷嘴喷出,对煤渣进行破碎。切齿对煤渣中大块煤体进行进一步的研磨破碎,保证煤渣顺利流出钻孔。当返水恢复正常后,把压力恢复到排渣时的压力,球体重新回到阀体,水流继续从钻头流出,进行排渣工作。该装置内部结构示意如下图所示。

来源:《煤炭学报》
引用格式:刘勇,何岸,魏建平,等.水射流卸压增透堵孔诱因及解堵新方法[J].煤炭学报,2016,41(8):1963-1967.