高压水射流割缝技术增强瓦斯抽采与防喷孔装置研究

"高压水射流割缝增强瓦斯抽采及防喷孔技术研究" 本文主要探讨了在平顶山矿区应用高压水射流割缝技术以提升瓦斯抽采效率和防止喷孔现象的问题。平顶山矿区的地质条件复杂，瓦斯含量高，煤层透气性低，这些因素都对瓦斯抽采构成了挑战。为解决这些问题，研究人员提出了一种创新的方法——利用高压水射流在钻孔中割出缝隙。 高压水射流割缝技术的核心在于通过高压水流切割煤层，形成裂缝，从而增加煤层的透气性，使瓦斯更容易被抽出。实验结果显示，采用这种技术后的水力割孔相比普通钻孔，瓦斯抽采量有显著提升。割缝后，邻近的普通钻孔的瓦斯抽采浓度分别提高了1.1倍和1.9倍，这表明高压水射流割缝能有效提高整个区域的瓦斯抽采效率。同时，割缝还能"激活"附近的普通瓦斯抽采钻孔，使得它们的抽采浓度出现跃升，进一步提升了瓦斯抽采的整体效果。 然而，高压水射流割缝过程中可能会诱发喷孔现象，即钻孔内的压力突然释放导致瓦斯快速喷出，这可能引发巷道内的瓦斯超限，威胁安全生产。为应对这一问题，研究人员设计了一种防喷孔装置。该装置成功地将巷道内的最高瓦斯体积分数从0.61%降低到0.3%以下，同时全尘质量浓度从75 mg/m³降至8 mg/m³左右，呼吸性粉尘质量浓度也从20 mg/m³下降到2 mg/m³以下。这个防喷孔装置不仅显著降低了瓦斯浓度，还极大地改善了工作环境中的尘埃问题，确保了工人的安全和健康。 关键词涉及的技术点包括高压水射流技术、煤层割缝、瓦斯浓度监测与控制以及防喷孔装置的设计与应用。该研究对于高瓦斯矿井的安全生产和瓦斯治理具有重要的实践意义，为类似地质条件下的煤矿提供了有效的技术解决方案。分类号TD712表示这属于矿业工程领域，文献标志码A则表明这是一篇研究性文章，文章编号0253－2336(2015)04－0063－04则是该论文在期刊中的唯一标识。