高压水射流提高松软煤层裂隙率和煤层长钻孔成孔的机理

我国尤其是西南地区煤层基本上是易发生煤与瓦斯突出危险的松软煤层，其煤层透气性低，钻进瓦斯抽放孔时易塌孔、喷孔、卡钻，使瓦斯抽放孔孔径小、孔深浅，且瓦斯抽放率低。煤与瓦斯突出一直是制约我国煤矿安全与生产的瓶颈问题。如何提高松软煤层透气性系数和在松软煤层长瓦斯抽放孔钻进过程中防止塌孔、喷孔、卡钻，是矿井瓦斯抽放率低急需解决的关键问题。本项目拟研究高压水射流作用下松软煤体的力学特性、高压水射流在软煤层中钻进长瓦斯抽放孔的成孔机理和高压水射流提高松软煤层裂隙率机理；建立多场耦合作用下煤层的流变本构模型；在实验室研制松软煤层抽放钻孔的高压水射流钻头及射流装置；探讨水力压力、切槽深度及宽度等与松软煤层裂隙率之间的相互关系以及煤层切缝对煤层成孔的影响规律，使研究成果能指导松软煤层瓦斯抽放孔的成孔深度达到150m以上。该研究是从理论研究到实践的一个完整结合，对预防煤矿瓦斯灾害具有重要的理论和现实意义。