超高壓水力割縫技術及裝備

2020-12-04 全國能源信息平臺

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ZGF-100(A)超高壓水力割縫裝置以高壓水為動力,對煤體進行切割、剝離,在煤體中形成一定寬度和高度的不規則縫槽,顯著增大鑽孔內煤體暴露面積,切割形成的縫槽使鑽孔內煤體得以充分卸壓、增透,為煤體中瓦斯排放創造了有利條件,達到煤層卸壓、增透的目的。

成套裝備工作壓力達100MPa(煤礦領域國內最高,國內唯一取得整體裝置安標證書),創新研發了超高壓遠程操控裝置,可實現100m以上遠程操控,裝備連接處均設有安全防護,成套裝備承壓150MPa,設計開發了行走機構,可實現清水泵履帶自行走功能,形成了超高壓水力傳輸及安全防護系統,創新研發了高低壓轉換裝置,形成了鑽-衝-割一體化割縫技術,首次提出了環形網割縫層間流動自卸壓增透機制,形成了底板穿層、工作面順層鑽孔超高壓水力割縫工藝技術體系。

圖1超高壓水力割縫裝置組組成

2煤層超高壓水力切割效果示意圖

技術參數最大工作壓力100MPa,切割時間3min~5min、中等硬度煤層割縫半徑達1.0m~2.5m,切割縫槽寬度2cm~6cm,單刀割出煤量0.3~0.8t,順層鑽孔割縫孔深80m~120m,穿層鑽孔割縫孔深80m~140m。

應用案例超高壓水力割縫技術及裝備已在安徽、山西、貴州、河南等30餘對礦井推廣應用,適用於高地應力、高瓦斯、低透氣性煤層(煤層硬度f>0.4)工作面順層鑽孔、穿層鑽孔及石門揭煤卸壓增透、衝擊地壓防治等。現場應用情況表明,採用超高壓水力割縫技術及裝備可提高鑽孔瓦斯抽採純量約2~3倍,減少鑽孔工程量40%以上,縮短抽採達標時間40%以上。

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