顺层钻孔水力割缝煤渣运移及排渣工艺技术研究
张永将
季飞
瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400037
摘要：由于钻孔排渣空间狭小、煤体颗粒易堆积等原因,顺层钻孔在水力割缝过程中容易出现喷孔、堵孔及抱钻等现象,严重影响顺层钻孔割缝施工成功率及安全性.针对以上问题,研究了顺层割缝钻孔钻进时的钻孔形态,通过分析钻孔下沉现象,将割缝钻孔分为加速下沉段、倾斜下沉段及开孔段3个阶段,分析了各阶段钻孔堵孔模型及堵孔现象.研究得到割缝钻孔各阶段煤渣的运移情况:加速下沉段钻孔煤渣运移以水流升力及拖拽力为主,煤水混合两相流体通过钻杆旋转的扰动作用充分混合;倾斜下沉段则以钻杆外螺旋旋转动力为主带动煤渣运移.通过大量现场试验,得到了不同煤层坚固性系数条件下的割缝压力及钻杆转速参数.研究发现,随着煤层坚固性系数的增大其最优割缝压力随之增大,但合理钻杆转速随之减小,形成了包括合理选择割缝压力及钻杆转速参数、控制压力调节梯度、孔口返水返渣情况观测,以及延长割缝后低压洗孔时间等4个方面措施的顺层钻孔割缝排渣工艺技术.现场试验结果表明,割缝排渣工艺技术能有效避免割缝堵孔风险,保障顺层钻孔割缝安全实施,提高割缝成功率,大幅提高钻孔瓦斯抽采效率,有效推进了顺层钻孔水力割缝卸压增透技术的应用.
关键词：瓦斯抽采水力割缝顺层钻孔钻孔排渣割缝压力钻杆转速
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：天地科技股份有限公司重点项目(2021-2-TD-ZD008)国家重点实验室开放基金(SKLMRDPC20KF01)区域创新发展联合基金重点项目(U21A20110)重庆市英才计划项目(CQYC202103211)中煤科工集团重庆研究院有限公司一般项目(2020YBXM23)
论文发表日期：2022-08-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 106-111 )
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