煤礦現代化２０１２年第４期總第１０９期
張志勇ｔ，王永法ｚ，唐振偉
－（１．河南煤化鶴煤公司王河煤礦。河南鄭州４５０１００；２．河南煤化鶴煤六礦，河南鶴壁４５８０００）
摘要鶴煤六礦為嚴重的煤與瓦斯突出礦井，亟待解決突出煤層煤巷快速掘進問題，
通過介紹水力沖孔技術原理、工藝，結合礦井２１４５地區瓦斯地質條件，在井下２１４５底抽巷應用研究水力沖孔防治煤與瓦斯突出技術，有效解放了２１４５下順槽煤層瓦斯，通過水力沖孔前後煤巷單進、瓦斯引數對比，應用水力沖孔技術有效增加了煤層透氣性、瓦斯抽採濃度和抽採純量，提高煤巷單進，抽採、消突效果顯著，有顯著的推廣應用價值，可供類似條件下
的突出礦井防突工作提供借鑑。
關鍵詞瓦斯防治；水力沖孔；增透卸壓
中圖分類號：ｔｄ７１４＋．３文獻標誌碼：ｂ文章編號
煤和瓦斯突出是由瓦斯、地應力和煤的物理力
學性質等多因素共同作用的結果，煤層中發生煤與瓦斯突出的動力，是煤層和圍岩中的彈性潛能和瓦斯的膨脹能，因此如果能夠釋放引起煤和瓦斯突出的能量，就能達到預防瓦斯突出的目的，為了有效地預防突出煤層發生煤與瓦斯突出事故，國內外專家學者結合實際總結出一些行之有效的防突措施，其中水力沖孔就是防治突出的一種有效措施。
出的能力，從而達到消突防突的目的。
２水力衝孑ｌ工藝流程
水力沖孔工藝比較複雜，它是以超前距作為安
全煤柱或留一定厚度的岩柱（穿層鑽孔岩柱一般不小
１水力沖孔技術原理
水力沖孔防突技術是指為釋放突出煤層突出潛能，減小和消除突出危險，利用壓力水沖刷煤體，激發噴孔，排出碎煤和瓦斯，釋放突出潛能以減少和消除突出危險性的技術，在突出危險煤層中衝出若干直徑較大的孔洞，造成孔兩幫和前方煤體充分卸壓，提高煤層瓦斯滲透率，大幅度釋放瓦斯。水力沖孔技術在消突防突中的應用其實是利用高壓水射流去破碎煤體，從而破壞煤體賦存狀態，將煤體中的瓦斯釋放出來。
在沖孔過程中，一方面排出了大量瓦斯和一定
於５ｍ）作為工作的安全屏障，先向突出煤層打鑽，超出安全屏障後，再向煤層鑽進０．５ｍ左右，然後將鑽頭取下，換成水力沖孔專用噴頭，利用壓力水打擊煤層，從而破壞煤層的應力結構，增加煤層的透氣性，提高瓦斯的抽採效率，其具體工藝流程如圖１所示。
圖１水力衝孑ｌ技術工藝流程
圖１所示壓力水通過鑽桿從鑽頭上的噴頭體噴射而出，同時向左上、右上和前方衝擊鑽頭周圍
數量的煤炭，在煤體中形成區域性卸壓區域，卸壓範圍內地應力降低、煤層得到充分卸壓、裂隙增加，煤層透氣性大幅度增高，促進瓦斯解吸和排放，大幅度地釋放了煤層和圍岩中的彈性潛能和瓦斯的膨脹能；另一方面濕潤了煤體，減小了煤體的脆性，增加了可塑性，降低了煤體內部的應力集中，增加了防止煤和瓦斯突［２］程根銀，朱鍇，石建軍，等．晉普山煤礦通風系統
阻力測定與分析［ｊ］．中國安全科學學報，２００５，１５
的煤體，並配合鑽機的鑽進向前破碎煤體，誘導小
型的煤與瓦斯噴出（噴孔）。衝出的煤、瓦斯和水順著鑽桿和鑽孔之間的間隙流入三通防噴裝置，通過氣固液分離裝置進入排煤水膠管和抽瓦斯膠管，富含有水氣的瓦斯進入水氣分離裝置，分離之後接到瓦斯抽放管路，煤和水流入沉澱池。
炭科技作者簡介
張新柱（１９６６年一），男．．漢族，１９８９年畢業於蘭州大學地質系，高階工程師。
（收稿日期
［３］樊九林，朱高平．礦井通風阻力測定與分析［ｊ］．煤
３２煤礦現代化
２０１２年第４期總第１０９期
３工作面概況
六礦為單一厚煤層開採的嚴重突出礦井，煤層
透氣性差屬較難抽放煤層，地質條件較複雜，原抽放鑽孔影響範圍小，嚴重影響了瓦斯抽放和防突效果。
２１４５工作面為礦井二水平１４採區第五個工作
面，東３００ｍ為一６００北大巷，西為２１４３工作面採空
區和三水平輔助回風巷，南９０ｍ、１３０ｍ分別為三水平皮帶暗斜井、三水平軌道暗斜井，北分別為２１４採區皮帶下山、２１４採區專用回風巷、三水平回風暗斜井。工作面煤層底板標高煤層走向１３。、傾向１０３。
、平均傾角２５。，煤均厚８．３９ｍ，工作面工業總儲量為１４６．３２萬ｔ。
２１４５底板抽放巷巷道長度９８０ｍ，巷道支護型式為錨網噴，斷面規格為底板抽放巷距煤層垂距為１５～２０ｍ，距２１４５下順槽平距約為３０ｍ。２１４５底板抽放巷岩性為砂質泥岩及灰岩，巷道底板標高為一埋深為
４水力沖孔鑽場布置
鑽場位於２１４５底抽巷二橫川以南１３０ｍ一２８０ｍ
段（對應２１４５下順槽掘進未貫通段），鑽場平均間距３０ｍ，每個鑽場根據情況布置２～４個鑽孔，孔徑１１０ｍｍ，終孔間距為１０ｍ，鑽孔終孔位於２１４５下順槽（北頭）掘進方向。自北向南分別為１、２、３……號鑽場，其中，１號鑽場布置３個孔，其中１號孔方位１３６。，傾角＋２５。
，孔深３６ｍ（巖２５．５ｍ，煤１０．５ｍ）；２號孔方位１０９。，傾角＋２７。，孔深３３ｍ（巖２４ｍ，煤９ｍ）；３號孔方位８３。
，傾角＋２４。，孔深３５ｍ（巖２５ｍ，煤１０ｍ）。具體設計平剖面見圖２。
圖２水力沖孔單孔設計平剖面圖
５ ２１４５底抽巷水力沖孔系統
３３按照圖３進行系統連線，乳化液幫浦站額定壓力
為２５ｍｐａ，流量１５０￣ｍｉｎ，與乳化液幫浦相連的高壓膠管採用內徑 ２５ｍｍ、耐壓３１．５ｍｐａ的高壓軟管，管接頭採用ｋ型軟管接頭（即ｕ型插銷的快速接頭），在距鑽機１０～１５ｍ處安裝ｓｇｓ型雙功能高壓水表，在其前方連線安全閥元件。
６水力衝孑ｌ操作步驟
（１）用原尺寸鑽頭通一遍鑽孔，見煤後退出。卸
下鑽頭，裝上１號噴頭體元件，見煤後停止；
圖３水力沖孔系統連線圖
（２）關閉安全閥元件中的截止閥，乳化液幫浦站的安全閥調至５ｍｐａ，檢查膠管和膠管接頭處是否存在漏水現象，若發現漏水現象，停止乳化液幫浦站，處理漏水故障；若無漏水，將乳化液幫浦站的安全閥調至８ｍｐａ，記錄ｓｇｓ型雙功能表的流量數值和壓
力數值，再次檢查系統情況後停止幫浦站；
（３）將安全閥元件中的截止閥關閉，啟動乳化液幫浦站，開啟鑽機慢速擋，開始沖孔。沖孔過程中做好現場原始記錄，記錄內容包括見煤深度（鑽桿數量）、時間、終孔深度、壓力、流量以及出煤量，出煤量採用編織袋統計；
（４）根據沖孔效果，可適當調節幫浦站安全閥設
定值，每次增加２ｍｐａ左右，每次壓力增加值不能超
過５ｍｐａ；
（５）當孔內長時間返清水或鄰孔出水時，可以
結束沖孔。沖孔結束時，首先關閉幫浦站，３分鐘以後開啟安全閥組的截止閥，當安全閥組的壓力表數值為零時，方可退出噴頭體元件。
７水力沖孔安全措施
（１）沖孔系統管路應保證暢通、密封性良好，各管路接頭及沖孑ｌ鑽桿必須嚴密合縫，高壓管路不得
有破損，不准使用絲扣磨損及廢舊鑽桿，接頭不得有跑水、冒水現象，非衝孑ｌ時間，應關閉管路閥門，嚴禁隨意開啟。
（２）水力沖孔前，架設、固定沖孔管路必須牢固可靠，高壓膠管及其附屬設施必須固定（高壓膠管及閘閥、接頭等可用鋼絲固定），以防連線頭脫落或
煤礦現代化２０１２年第４期總第１０９期
高壓膠管甩動傷人。
（３）水力沖孔期間操作人員必須精力集中、統一指揮、配合一致，聽從乙個口令，出現管接頭或高壓管損壞等異常情況要立即停幫浦和切斷乳化液幫浦電源進行處理。處理前必須先把安全閥元件中的截止閥開啟、當安全閥元件中的壓力表指示為零後方可處理。
（４）水力沖孔時，施工人員必須在沖孔點附近ｌｏｍ處設定警戒，嚴禁人員經過。鑽孑ｌ正前方不允９水力沖孔效果驗證
９．１水力沖孔前後煤巷單進對比
２１４５下順槽（北頭）自２００９年１０月份開始掘進，截止到２０１１年５月２２日，共掘進３０１．９ｍ，沖孔前該掘進工作面煤巷單進最低為１３．５ｍ／月、最高３ｌｍ／月，平均單進２５．０２ｍ／月，**（效檢）超標率約為５４．１０％。許有人，以防噴孔傷人。
（５）水力沖孔時，瓦斯感測器吊掛在鑽孔回風側５ｍ內，當瓦斯濃度達到或超過１．５％時即停幫浦斷電，停止水力沖孔，當瓦斯濃度降低為０．８％以下後再開幫浦繼續沖孔。
（６）鑽孔位置距煤層之間的岩層厚度不得小於
７ｍ。（７）試驗地點加強通風瓦斯管理，２１４５底抽巷要形成獨立的通風系統，在進風側建立二道堅固的
符合規程規定的正反向風門。
（８）為使井上下資訊傳遞及時，排程得當，由信
息中心在試驗點安裝專用**，並保證２４小時暢通。為保證水力沖孔安全順利實施，礦方成立水力沖孔試驗領導小組，由總工程師任組長，負責指揮協調水力沖孔的全面工作。
８鑽場沖孔情況
２０１１年１月２日對１號鑽場１號鑽孔進行衝
孔實驗，幫浦口壓力為１３ ｍｐａ，孔口壓力為４ ｍｐａ，乳
化液幫浦流量為１０６￣ｍｉｎ，衝出煤量約為ｌｏｔ。１月３
日８點班沖孔情況，由於壓力幫浦故障，使用靜壓水衝出煤量約３ｔ。合計衝出煤量約為１３ｔ。
１月７日對２號鑽孔進行沖孔實驗，幫浦口壓力為１３ ｍｐａ，孔口壓力為３ ｍｐａ，乳化液幫浦流量為９０￣ｍｉｎ，衝出煤量約１２ｔ。１月８日，幫浦口壓力為１３ｍｐａ，孔口壓力為３ ｍｐａ，乳化液幫浦流量為９０ｆｆｍｉｎ，衝出煤量約４ｔ。１月１０日，幫浦口壓力為１４ ｍｐａ，孔口壓力為３ ｍｐａ，乳化液幫浦流量為衝出煤量約５ｔ。
合計衝出煤量約為２１ｔ。
１月１１日對３號鑽孔進行沖孔實驗，幫浦口壓力為１３ｍｐａ，孔口壓力為３．５ｍｐａ，乳化液幫浦流量為ｌｏ０￣ｍｉｎ，衝出煤量約１３ｔ。１月１２日，幫浦口壓力為１３ｍｐａ，孔口壓力為３．２ｍｐａ，乳化液幫浦流量為１０２￣ｍｉｎ，衝出煤量約７ｔ。１月１３日，幫浦口壓力為１４ｍｐａ，孔口壓力為３ｍｐａ，乳化液幫浦流量為１０５
ｉｎ，衝出煤量約４ｔ，合計衝出煤量約為２４ｔ。其它鑽場沖孔情況同一號鑽場基本情況相似。
２０１１年１月份水力沖孔後，在統尺１６０ｍ至１８１．２５ｍ之間，由於最初沖孔煤量較少，消突效果不
明顯，**（效檢）超標率為：５０％，但較之前略有下
降；在統尺１８１．２５ｍ至３０１．９ｍ位置期間，由於該區段沖孔煤量較多，抽放、消突效果明顯，超標率為７．７％。尤其是２０１１年４月份掘進期間，連續４次**預報引數時，在測定鑽孔瓦斯湧出初速度時流量計水柱無變化，即ｑ值為ｏｌｔｍｉｎ（**統尺分別為
２１４５下順槽於２０１１年３月２４日恢復掘進後，
截止到５月４日共**１８次，引數均未超標，共掘進ｌｏｏｍ（４２天）。２１４５下順槽白２０１１年３月２４日至５月２２日共**２０次，引數均未超標，累計掘進１０５．６ｍ（中間有兩周時間因礦人為調整生產地區
未掘進，有效掘進時間為４５天），月單進為７０．４ｍ／月，煤巷單進提高了４５．３８ｍ，突出區煤巷單進是沖孔前的２．８１倍。９．２水力沖孔前後抽放情況對比
２１４５底抽巷進行水力沖孔後，穿層鑽孔抽採效果提高近一倍，井下實測２１４５底抽巷抽採引數見
表１：表１水力沖孔前後抽採引數對比表
萬麗麗 — ——— 西—一
———ｉ ——
水力沖孔後
１１１１０
１５７．２４
０．７９６
由表１可看出，在水力沖孔後進行瓦斯抽採，
有效增加了煤層透氣性、瓦斯抽採濃度和抽採純量（濃度及純量提高近一倍）。
作者簡介
張志勇，（１９６５．１２一）男，河南濮陽人，通風安全工程師，２００９年畢業於河南理工大學採礦專業，長期從
事礦井通風安全工作，原鶴煤六礦安全副總，現為鶴
煤集團王河煤礦安全礦長。
（收稿日期３４
增透玻璃市場推廣方案
增透玻璃是表面鍍有一定折射率和厚度透明膜層，反射率降低的玻璃。太陽能增透玻璃也叫光伏ar鍍膜玻璃，或者光伏ar玻璃。太陽能鍍膜玻璃是在太陽能超白玻璃上鍍上增透膜後，再經強化處理後形成的產品。它能有效的降低玻璃表面的太陽能反射比，從而提高太陽能的透過比，最終提高太陽能電池的發電量。我公司目前致力於發展...
增透自潔玻璃專案任務規劃
總體目標 完成增透自潔玻璃專案研究開發及建線生產工作 第一階段目標專案可行性調研始至廠房工藝設計結束 完成實驗室樣品的開發，完成廠房設計和產線工藝設計，完成專案的可行性研究 實驗室工作任務 1 除錯實驗室滾塗機，做出膜面外觀符合要求的樣品 2 在保證膜面外觀符合要求的基礎上，通過改變工藝條件，除錯出...
大眾公司11011底板抽放巷水力沖孔技術試驗解析
安陽鑫龍 集團 大眾煤業有限責任公司 11011底板抽放巷水力沖孔技術研究 部門 通風防突部 參與人員 秦來昌 何明周 二0一0年五月 大眾公司11011底板抽放巷水力沖孔技術研究 秦來昌 何明周 大眾公司在新開拓採區實行底板岩巷穿層抽放。掘進巖巷時，每隔25公尺布置乙個抽放鑽場，打穿層鑽孔對煤層瓦...