高压水力割缝技术操作设计
水力割缝工艺技术
水力割缝工艺技术水力喷砂割缝技术是采用含砂的高压水流通过井下割缝工具后，形成高速射流，在水流和磨料高速冲击下，将套管及周围岩层沿轴向切开，最后在近井地带形成多对宽约20mm，缝高200mm，缝深1200mm，互成180°的长缝，并可根据储层厚度提升管柱切割多条裂缝，从而达到增加井筒周围地层渗透率、改善近井带的渗流阻力及增产增注的目的。
水力喷砂割缝是一项增产增注新技术，相对于常规射孔而言，其解决了射孔深度不足、射孔压实带及污染的问题，同时增加了渗流面积，相对水力压裂而言，其施工简单，成本较低，所产生的裂缝易于控制，同时增产增注效果明显。
水力喷砂割缝后，油水井井筒周围岩层的几何形态发生了巨大变化，打破了原来地层的平衡状态，近井带应力重新分布，形成一对相对较深的缝隙，在强大的地应力作用下，调整了原来的应力场：在裂缝的表面区域为拉应力区，而非压应力区，使压实带的岩层发生疏松并产生新的裂纹，影响半径达到1.5米以上，从而有效提高地层的渗透能力，增大地层的渗透率。
割缝后近井地层的应力将大幅度下降，仅为钻井后井周应力的15%—5%，且影响范围达3m之多，虽然是局部地区渗透率大于其它地区的渗透率，但生产井的产量仍能得到很大的提高。
另外，水力喷砂割缝技术是利用磨料水流的磨蚀作用，能够有效减少对套管及水泥环的冲击、破坏作用，避免了常规套管射孔完井对地层的伤害，是提高油气井产量的新技术，对水力割缝过程中套管强度的变化和地应力的重新分布情况、近井地带渗透率的变化进行了有限元分析，认为割缝后套管强度仍能满足生产的需要，不会产生严重破坏，水力喷砂割缝增产增注机理，主要体现在以下几个方面：（1）清除油水井井壁泥浆污染。
通过水力喷砂割缝，在油水井筒附近割开缝，解除了由于钻井过程中泥浆侵入带来的污染，从而解除堵塞达到增产增注的目的；（2）解除密实圈，提高近井带渗透率。
钻完井后，在地应力的作用下，井筒附近形成应力集中区，其厚度大于油井直径，该区域内应力水平是远场的2.5 ~3倍，由于高主应力的作用，围岩被压实，形成密实圈，渗透率远低于远场渗透率。
煤矿井下高压水力割缝技术应用简析
煤矿井下高压水力割缝技术应用简析摘要：瓦斯抽采是瓦斯灾害治理的重要手段。
矿区煤层透气性系数普遍较低、抽采瓦斯难度大，采前瓦斯抽采困难，而且随着煤矿开采深度的逐步增加，地应力增大，瓦斯含量和瓦斯压力增加，“掘－抽－采”不平衡问题日益凸显。
寻求一种提高煤层渗透性、强化煤层瓦斯抽采率的技术显得迫在眉睫。
煤矿一直在探索如何能进一步提高瓦斯抽采效率，在采用液态CO2置换驱替煤层瓦斯方面，取得了很好的效果。
研究表明，要实现瓦斯的高效抽采，其关键点是破坏瓦斯“存、储、盖”等大环境，释放瓦斯煤体周边应力，通过施加外部动力，达到增透、促抽的瓦斯高效抽采目的。
基于此，本篇文章对煤矿井下高压水力割缝技术应用进行研究，以供参考。
关键词：煤矿井下；高压水力割缝技术；应用分析引言甲烷是煤层气和煤层气中的一种气体，甲烷是其中的主要组成部分，是清洁和高质量的能源。
中国煤矸石气藏约36.8×1012m3，低层煤矸石气藏16×1012m3，占资源总量的40%以上。
它们主要分布在西北天然气集中区和东北天然气集中区，以及中国北方天然气集中区鄂尔多斯盆地侏罗纪和白垩纪煤层气层。
目前，中国煤层气资源的合理开发利用受到高度重视，已成为能源开发利用的重点领域，预计将成为煤层气勘探开发的新领域。
为了解决我国煤层气有效开采的技术问题，提出了一种通过液压接头富集技术气体的方法，以便为在其他矿山混合使用低厚度煤层气提供技术支持。
1水力割缝破煤机理水力压裂机理主要体现在断煤的切割和破坏、断煤的牵引和破坏以及断煤的内部破坏。
(1)切断并销毁碎煤。
根据力学定律，喷水冲击煤体表面，煤体上的作用可分解为拉力和剪切应力。
当这两种应力均超过煤体所能承受的极限时，煤体开始受到拉伸和剪切损伤。
= σtan φ + c ( 1):煤体的剪切应力，mpaφ为法向应力，mpaφ是煤体内部摩擦角()；c表示煤体粘附，MPa。
(2)拉伸破坏煤的结垢效果。
当煤体第一次受到喷水的影响时，里面有牵引裂纹随着喷水不断撞击，周围的煤体受到牵引约束，裂缝逐渐向煤体深处延伸。
高压水射流切割技术
高压水射流切割技术一、高压水射流加工简介近二十年来，随着科学技术的不断发展，人们不断的发掘着自然界中有益的现象并加以改造为人类服务。
为了提高效率，【1】人们将水加以高压，并使之从直径较小的喷嘴中喷出，形成一束高速、连续或间断的水流束，这便是高压水射流。
水射流加工(water Jet Cutting)又称水喷射加工，是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，俗称“水刀加工”，即利用高压水射流对各种材料进行切割、穿孔和工件表层材料去除等加工【1】。
与其他高能束流加工技术相比，水射流切割技术具有独特的优越性。
高压水射流切割法是一种新型的切割方法，可以切割用其他切割方法无法加工的材料，应用范围涵盖各种金属及非金属材料。
在切割过程中不会使被切割材料产生热影响区，切口边缘的材质不发生变化，这种切割方法的精度较高，适用于加工尺寸精度要求高的零部件。
高压水射流切割因其独特的优点而在切割领域占有重要地位，在矿业、土木工程、建筑业以及航空航天业中的应用日益广泛，应用前景良好。
二、高压水射流切割原理①高压水射流切割示意图1-水箱 2-过滤器 3-水泵 4-蓄能器 5-液压系统6-增压器 7-控制器 8-阀门 9-喷嘴 10-工件 11-水槽【2】高压水射流切割是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成300-900m/s（约为音速的1-3倍）的高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加工目的。
高速液体束流的能量密度可达102W/mm2,流量为7.5L/min【2】。
储存在水箱中的水经过滤器处理后，由水泵抽出送至蓄能器中。
液压系统驱动增压器，使水压增高。
高压水经控制器、阀门和喷嘴喷射到工件的加工部位进行切割。
切割过程中产生的切屑和水混合在一起，排入水槽。
【3】利用增压装置将水加压到几十至数百兆帕后从喷嘴中喷出形成高压水射流。
高压水射流本身具有较高的刚性，在与工件发生碰撞时，会产生极高的冲击动压和涡流。
高压水力割缝增透技术成果(报公司)6
科技成果奖申报表项目名称高压水力割缝增透技术研究及应用主要完成者唐怀林樊树槐魏明何超董随志段启刚陈奇任务来源公司下达计划编号和名称工作起止时间2011.1～2011.4成果用于生产时间2011.5～今申报部门南桐煤矿通瓦科成果登记号基层编号矿业公司编号主要内容：一、概况：南桐煤矿系煤与瓦斯突出矿井，已开采至-450m七水平。
开采的4#、5#、6#煤层均属突出危险煤层, 其中5#煤层作为保护层首先开采对4#、6#煤层进行保护。
5#煤层掘进前瓦斯治理主要是在对应的矽抽巷施工常压水洗穿层钻孔对待掘5#煤层营造掘进条带安全屏障，但由于5#煤层透气性差，随着开采水平的加深，在高地压力和瓦斯压力的作用下，现有瓦斯治理技术和装备越来越不能满足生产需要，主要表现在钻孔抽放率低、预抽时间长、效果差，抽放措施难以实施到位，需施工大量的穿层预抽钻孔方能达标。
为加快瓦斯治理步伐，南桐煤矿采用乳化泵配合ZYW-1200型钻机，进行“高压水力割缝煤层增透试验”，并进行了推广及应用。
二、高压水力割缝工艺流程及作用原理1、高压水力割缝工艺流程高压水力割缝设备由高压切缝钻头、高压钻杆（Φ50mm）、ZYW-1200钻机、乳化液泵等设备组成。
施工的水力割缝钻孔均首先采用常压水穿透煤层全厚，钻孔孔径为Φ75mm，并在施工过程中准确记录每个钻孔岩孔段、煤孔长度。
然后采用高压水通过专制的割缝器对钻孔煤孔段对煤孔段进行割缝；割缝刀数根据煤孔长度确定（每间隔0.8m割一刀），每个刀割缝时间为15～60min 。
水力割缝示意和设备布置图详见下图。
图中：1-水箱，2-乳化泵，3-溢流阀，4-球形阀，5-压力表，6-高压水管。
7-高压密封输水器，8-高压密封钻杆，9-钻机，10-高压密封钻杆，11-自动切换式切缝器，12-钻头。
2、作用原理一般情况下，具有突出危险的煤层高地应力和瓦斯压力的作用下，内部孔隙和裂隙都很小，为了增大煤体的透气性系数，只有人为的采取措施使煤层卸压或在煤层内部中造成空隙，改变煤体结构，沟通及扩展煤层内部的裂隙网。
高压水射流割缝操作标准作业流程
严重三违：
1.操作人员站在高压胶管甩脱范围内，其他人员未躲避在拉设的警戒线以外的，从而发生高压胶管甩脱伤人事故。
特别严重三违：
1.井下特种作业人员未经专门的安全技术培训考核合格，并取得特种作业操作证上岗作业的，人员不能熟练地使用设备，不能排查相关风险点，存在隐患未能及时消除发生事故。
1）将检查后无故障的一体化钻头连接高压输水钻杆，高压输水钻杆连接低压旋转器，旋转器连接巷道水管，紧固确保无泄漏；开启钻机电源，钻机顺时针钻进，钻进过程中不可逆时针反转，防止钻杆脱落；高压输水钻杆长度不足时，关闭水管，卸除低压旋转器，增加高压输水钻杆，连接旋转器后，开启水管重复操作,钻机钻进到设计孔深后，关闭水管，卸除几根高压输水钻杆直到切割钻头达到切割位置，高压输水钻杆连接高压旋转器及高压管路、连接紧固。
7
施工完毕（汇报）
1）向区队值班人员汇报工作完成情况，升井后填写施工记录。
1）汇报及时，记录清晰、详实。
记录不详实造成钻孔数据不准确。
认真填写记录，做好现场交接班。
2）准备管钳、扳手、钻杆密封圈、过滤网等。
2）材料充足。
3
检查作业环境
1）检查作业地点通风及有毒、有害气体情况；
1）通风良好；有毒有害气体不超限，符合相关规定要求，钻孔上方回风侧悬挂瓦斯便携仪；
现场瓦斯积聚、顶板有活矸、设备接地极不完好
检查作业现场通风情况，进行敲帮问顶，做好现场安全确认。
2）检查作业地点巷道支护情况；
1.未使用专用U型卡子连接高压水管造成 人员伤亡。
2.O型密封圈不完好，高压水泄漏造成人员伤亡。
3.钻杆反转，高压水泄漏造成人员伤亡。
成庄水力割缝
高压磨料射流割缝快速消突技术工业性试验是根据《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出细则》、《晋城煤业集团瓦斯治理技术管理若干规定》等规定，按防突分区治理原则，结合现场实际情况和高压磨料射流割缝能力，制定高压磨料射流割槽快速消突技术工业性试验实施方案。
拟采取的技术措施拟采用的技术方案是：高压磨料射流割缝消突技术与钻孔相结合的技术措施，以实现工作面前方煤体的快速卸压和瓦斯排放。
1高压磨料射流切割技术工作原理高压磨料射流切割技术是上世纪九十年代由国外引进的高新技术，它是以高压水为介质，通过磨料发生装置使磨料获得能量，磨料与水的混合浆体从喷嘴喷射出来，形成能量高度集中的一股，磨料粒子本身有一定的质量和硬度，因此磨料水射流具有良好的磨削、穿透、冲蚀的能力。
它能完成对金属和非金属的切割或破碎。
如图所示，从高压泵（无锡威顺：BRW80L/min；35MPa乳化液泵）出来的高压水分成三路：第一路高压水到达磨料发生器的顶部，迫使磨料往下运动；第二路高压水经过单向阀到达磨料发生器底部的混合腔，依靠水的流动将磨料罐中流下来的磨料携带走；第三路高压水称为旁通水路，高压泵出来的高压水经过旁通水路直接送到磨料罐的下游，引射出混合腔里磨料浆，第二、三路的流体混合均匀后，从磨料喷嘴流出。
高压磨料割缝装置主要是由高压泵站、高压磨料发生装置、高压磨料喷枪组件、液压控制系统等组成，如图所示。
111图5-1 高压磨料射流割缝装置系统示意图1.高压水泵箱2.高压水泵3.单向阀4.磨料混合腔5.压力表6.操纵阀7.截止阀8.高压胶管9.喷枪支架 10.煤壁11.高压磨料喷嘴12.球形铰接固定器 13.喷枪14.高压磨料发生装置15.加磨料入口试验方法与安全措施（1）高压磨料射流割缝卸压试验过程中防突科、掘进队领导以及中国矿大工作人员要现场跟班，确保试验安全。
（2）每次试验前必须检查高压磨料射流割缝机具、高压胶管是否破损、漏水，井下每次施工完毕由跟班干部指定专人负责整理，盘好放置在指定地点。
高压水力割缝装置操作规程
高压水力割缝装置操作规程GF-100型超高压水力割缝装置操作规程机电科2017/7/291GF-100型超高压水力割缝装置操作规程我矿购进的GF-100型超高压水力割缝装置,是新设备新工艺，为规范作业程序，保证作业期间的安全性，特制定以下操作规程。
一、技术原理利用煤矿井下钻机夹持器卡住超高压水力割缝装置的钻杆进行钻割一体化作业，钻机旋转推进过程利用超高压水力割缝装置的高低压转换割缝器轴向喷嘴低水压进行钻进；当钻孔钻进至预定孔深位置时，将超高压清水泵水压调至割缝作业设定压力，利用钻机带动水力割缝装置的钻杆旋转，超高压水通过高低压转换割缝器径向喷嘴射出水射流对煤孔进行径向切割形成缝槽；按一定割缝间距后退钻杆可在钻孔径向再次进行割缝成槽。
由此在孔内形成若干切割缝隙，改变钻孔附近煤体原应力进行充分卸压，增大煤体的暴露面积，有效改善煤层中的瓦斯流动状态，为瓦斯排放创造有利条件，提高煤层的透气性和瓦斯释放能力。
二、装置构成与连接(1) 超高压水力割缝装置构成：超高压清水泵、超高压旋转水尾、水力割缝浅螺旋整体钻杆、高低压转换割缝器、金刚石复合片钻头、超高压软管、超高压三通装置等。
(2) 超高压水力割缝装置系统连接示意图如图1所示：12345687图1 超高压水力割缝工艺连接示意图1-金刚石复合片钻头；2-高低压转换割缝器；3-水力割缝浅螺旋整体钻杆；4-超高压旋转水尾；5-螺纹接头；6-超高压软管；7-超高压清水泵；8-水箱三、适用范围适用于煤层坚固性系数f≥0.5的底板岩巷或石门揭煤穿层钻孔、采掘工作面顺煤层钻孔超高压割缝卸压、增加煤层透气性，可用于提高煤层瓦斯抽采效果、防突、防冲之目的。
四、功能描述GF-100型超高压水力割缝装置，采用高低压转换割缝器，低压状态下水从前端流出，具有钻孔钻进功能；高压状态下，割缝器前端封闭，具有切割功能，实现了不退出钻杆钻进、切割于一体化的作用。
装置正常工作压力达到100MPa，超高压水对煤层进行切割后形成2.0~2.5m的缝隙，提高煤层的透气性和瓦斯释放能力。
成庄水力割缝实施方案
成庄水力割缝实施方案成庄水力割缝实施方案一、项目背景成庄是一个位于山东省临沂市的县级市，地处临沂市北部，梁山县和沂蒙县接壤。
该地区属于丘陵山区，地势较为复杂，土地肥沃，气候适宜，是著名的农产品产区。
然而，由于地理条件的限制，成庄地区水资源严重缺乏，且由于地势较陡，水源容易受到土壤沉渣和石块的堵塞，导致水流不畅。
为了解决这一问题，提高农田的灌溉效率，提高农产品的产量和质量，成庄市政府决定实施水力割缝工程。
二、项目概述水力割缝是一种利用高压水流在土壤中形成切割孔道，以提高土壤的渗透性和水分吸收能力的方法。
本项目的目标是建设一套高效、能耗低、维护成本低的水力割缝系统，提高成庄地区的土壤质量和水资源利用效率。
具体的工程内容和实施方案如下。
三、项目工程内容1. 系统设计和安装。
根据成庄地区的土壤条件、地势和水资源情况，进行详细的系统设计，确定水力割缝系统的规模和布局。
在最适合的位置安装喷头和喷嘴，确保水流能够均匀地灌溉整个土地。
2. 水源准备。
根据成庄地区的水资源情况，选择合适的水源，例如河流、湖泊或水库。
如果没有合适的自然水源，可以考虑建设人工池塘或收集雨水。
确保水源充足，并保持水质良好。
3. 管道敷设。
根据系统设计图纸，铺设合适的管道网络，连接水源和喷头。
管道材料应选用耐压、耐腐蚀的材料，确保系统的稳定运行和长期使用。
4. 设备安装和调试。
根据系统设计要求，安装水泵、管道、阀门等设备，确保系统正常运行。
进行系统的调试和测试，确保水力割缝系统达到设计要求。
5. 灌溉管理和维护。
水力割缝系统的管理和维护非常重要，包括定期清洗和维修喷头和喷嘴，检查和清理管道，检查水源的水质等。
制定灌溉计划，确保农田的水分供应充足，并合理利用水资源。
四、项目实施计划根据成庄地区的实际情况和工程需要，制定以下项目实施计划。
1. 前期准备工作。
包括调查研究、技术论证、方案设计等。
2. 设备采购和准备。
根据项目需求，采购合适的水泵、喷头、喷嘴、管道等设备，并进行安装调试。
水力割缝技术
水力割缝技术水力割缝技术是一项先进的岩石爆破技术。
它又被称作高压水射流割缝技术。
该技术可以在爆炸弊大于利时仍然安全可靠地进行。
与传统的爆破作业相比，水力割缝技术具有诸多优势，例如对环境的影响小、作业效率高、噪声污染小等等。
下面我将为大家介绍水力割缝技术的具体步骤。
第一步，选择合适的水力割缝设备。
通常情况下，水力割缝设备是由水泵、射流喷嘴、高压软管、压力控制阀以及电气装置等部分组成。
不同的水力割缝设备在结构、性能等方面都存在差异，因此，需要根据具体的作业需求选择合适的设备。
第二步，就地选取岩石样品。
岩石样品的选取是测试水压的一个非常关键的步骤。
在选取样品时，需要一定的经验和技巧，否则，可能会出现误差。
第三步，根据实际需要，选择适当的水压。
水压是根据岩石的硬度和密度等条件来决定的。
在选择适当的水压时，需要根据实际情况进行调整，最终确定一个适合的水压范围。
第四步，安装水力割缝设备。
将水力割缝设备按照操作说明书进行正确的安装，并进行各项功能测试，确保设备正常工作。
第五步，将射流喷嘴放置在岩石的切口处。
水流冲击岩石切口，产生压裂作用，从而使岩石出现裂缝。
第六步，通过控制水压和射流角度来调节裂缝的大小和方向。
对于不同的岩石性质，需要采取不同的射流角度和水压配合，以达到更好的割缝效果。
第七步，如果需要进行分段割缝，可以通过水力割缝设备进行多次的裂缝扩大和连通。
在水力割缝作业中，需要注意安全问题，严格执行操作规程。
总之，水力割缝技术是现代化矿山工作中的一种重要技术手段，其作业效率高，裂缝质量优，是未来矿山工作的重要方向之一。
高压水切割技术研究
高压水切割技术研究一、概述高压水切割技术是一种新型的非热力切割技术，利用超高压水射流对工件进行切割。
与传统的切割方法相比，高压水切割技术具有切割速度快、切割精度高、操作安全等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。
二、工艺流程高压水切割技术的工艺流程主要包括以下几个步骤：（1）准备工作：确定切割物体的形状和尺寸，选定适合的切割机床和工作台，检查水压系统、控制系统等设备是否正常。
（2）加工参数设置：根据不同的切割要求和被加工材料的不同，设置适当的加工参数，如水压、水流量、切割速度、加工方式等。
（3）切割操作：将待加工物体固定在工作台上，启动切割机床，开启高压水射流，按照设定的参数进行切割。
（4）后处理：将切割好的工件进行清洁、处理或组装。
三、应用领域高压水切割技术在许多领域都得到了广泛应用。
（1）金属切割：高压水切割技术可以切割各种金属材料，如钢铁、铸铁、铝合金等。
在汽车、机械、航空航天等行业中得到广泛应用。
（2）岩石切割：高压水切割技术可以切割各种硬质的岩石，如花岗岩、大理石、砂岩等。
在采石业中得到广泛应用。
（3）建筑材料切割：高压水切割技术可以切割各种建筑材料，如水泥、砖块、玻璃、陶瓷等。
在建筑、装饰等领域中得到广泛应用。
（4）环保清洗：高压水切割技术可以用于清洗各种工业设备、车辆、建筑物等的表面，达到工业环保的要求。
四、前景展望随着科技的不断进步和工业技术的发展，高压水切割技术在未来的应用前景可谓十分广阔。
（1）切割速度更快：随着喷射技术和水泵技术的不断创新，高压水切割技术的切割速度将会更快更稳定。
（2）切割精度更高：随着控制系统技术的不断提高，高压水切割技术可以实现更高的切割精度，达到微米级别。
（3）切割范围更广：随着材料科学的不断发展，高压水切割技术将可以切割更多种类的材料，如复合材料、陶瓷材料等。
（4）应用领域更广：高压水切割技术将会在许多新领域得到应用，如生物医学、新能源等领域。
综上所述，高压水切割技术是一种非常有前景的切割技术，具有很多优势和发展潜力。
高压水射流切割
高压水射流切割
高压水射流切割（Waterjet cutting）是一种使用高压水流和磨料
混合物或纯水流对工件进行切割的加工方法。
它可以切割各种材料，包括金属、玻璃、陶瓷、石材、塑料等。
其原理是利用高压水流在
极短的时间内产生巨大的冲击力，将材料剪断。
高压水射流切割的工艺流程包括以下几个步骤：
1. 通过水泵将水加压至高压状态，一般使用螺杆泵或柱塞泵。
2. 高压水流经过一个特殊的喷嘴，形成一束细小但高速的水流。
若
需要切割硬质材料，可以在喷嘴添加磨料混合物，增加切割能力。
3. 高压水流或混合流喷射到待切割的材料上，产生极高的冲击力，
使材料发生破裂并切割。
4. 在切割过程中，可以根据需要调整水压、喷嘴间距和喷射速度等
参数，以获得最佳的切割效果。
高压水射流切割具有以下优势：
1. 无热变形：由于使用水流进行切割，不会产生热影响区，几乎没有热变形问题。
2. 无毒无污染：切割过程无需使用化学溶剂，不会产生有害气体或废液，对环境无污染。
3. 切割范围广：可切割各种硬质材料，包括非导电材料，如玻璃、陶瓷等。
4. 切割精度高：高压水射流切割精度可达到0.1-0.3毫米，适用于对零件精度要求较高的行业。
5. 切割过程可控性好：水流的压力、流量和速度都可调节，可以根据需要进行加工和切割。
高压水射流切割在汽车、航空航天、建筑、化工、电子等领域具有广泛的应用前景。
水力割缝技术
水力割缝技术
水力割缝技术是一个应用广泛的工程技术，其基本原理是通过水流的高速冲击力来割断混凝土、石材等硬质材料。
水力割缝技术的优点在于不会产生粉尘和振动，对周围环境和人员影响较小，同时操作简便、效率高、精度高，适用于各种大小不同的割缝项目。
水力割缝技术在建筑、桥梁、隧道、水利工程等领域得到了广泛应用。
在建筑中，常用于开辟门窗、切割混凝土墙体等工作；在桥梁和隧道工程中，则可以用于切割桥墩、隧道壁等工作；而在水利工程中，则可以用于切割堤坝、水闸等重要设施。
同时，水力割缝技术还可以用于金属材料、玻璃、陶瓷等材料的切割。
水力割缝技术在实际应用中需要注意安全问题，操作人员应严格按照规定操作，并配备相应的防护设备。
同时，水力割缝机的维护保养也非常重要，定期检修可以保证设备的正常运转和延长使用寿命。
总之，水力割缝技术作为一种高效、精准的工程技术，具有广泛的应用前景和市场需求。
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赵家寨煤矿14205工作面超高压水力割缝工艺技术应用
赵家寨煤矿 14205 工作面超高压水力割缝工艺技术应用摘要：针对赵家寨煤矿“三软”煤层透气性差、瓦斯抽采难度大、预抽效率低的问题，在分析了超高压水力割缝原理的基础上，通过现场工程实验手段，提出超高压水力割缝增透技术。
在赵家寨煤矿进行了现场试验，研究结果表明：实施超高压水力割缝增透技术后，瓦斯抽采效果明显，随着割缝压力的增加，平均单刀出煤也随之增加，为保障割缝安全进行，选择割缝压力60~80MPa，瓦斯抽采平均纯量是割缝前的3.3倍。
关键词：“三软”煤层；超高压水力割缝；瓦斯抽采；0引言煤层，是我国典型的“三软”煤层发育区，煤层具郑州矿区主采山西组二1有低孔隙、低渗透率、高吸附的特征，煤层透气性差，瓦斯抽采十分困难，严重影响矿井的安全和生产。
为了提高煤层透气性，从而提高瓦斯抽采效率，消除煤层突出危险性，很多学者研究了水力压裂、水力割缝、水力冲孔等水力化措施。
超高压水力割缝卸压增透技术成为更有效的煤层卸压增透方法，该技术是将水通过泵体加压，然后以高速度和高冲击力注入煤层，实现层内切割形成垂直与煤层的纵向割缝，从而达到增透作用。
时歌声运用FLAC3D软件模拟了不同参数条件下钻孔周围煤体应力分布，通过提高割缝压力、合理布置割缝间距，能够有效加大煤体卸压程度，缓解钻孔周围应力状态。
陈洪涛、李太训通过现场试验得出了煤层特点的超高压水力割缝工艺参数，并发现超高压水力割适用于薛湖煤矿二2缝和普通钻孔相比，瓦斯抽采量得到明显提升。
为解决赵家寨煤矿二煤层瓦斯抽采率低、抽采时间长、煤层透气性差的问1题，以本矿14205工作面瓦斯治理为背景，在14205底抽巷试验了穿层钻孔超高压水力割缝卸压增透技术，取得了良好的效果。
1超高压水力割缝技术1.1技术原理超高压水力割缝卸压增透技术是将水通过泵体加压，然后以高速度和高冲击力注入煤层，实现层内切割形成垂直与煤层的纵向割缝，利用超高压水（压力＞100MPa）对煤层进行切割，形成切割缝隙，增大煤层暴露面积，为瓦斯排放创造有利条件，同时改变了煤层的应力状态，使煤体得到充分卸压，改善了煤层中瓦斯的流动状态，提高了煤层的透气性，削弱和消除突出的动力，有效防止煤与瓦斯突出动力灾害的发生。
高压水射流切割技术研究讲解学习
高压水射流切割技术研究讲解学习预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制高压水射流切割技术研究高压水射流切割技术研究刘玉坤天津大学机械学院机械制造及其自动化专业2013级硕士生摘要：水射流切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。
在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。
因为其成本低，易操作，良品率又高，水切割正成为工业切割技术方面的主流切割方式。
关键词：水刀切割高压工艺参数0前言水刀是一种利用高压水射流进行切割材料的设备。
利用超高压技术可以把普通的水加压到250~400MPa，然后再通过内径约0.15~0.25 mm的宝石喷嘴形成速度为800~1 000 m/s的高速射流，从而切割软基性材料。
如果在水射流中加入适量的磨料，则几乎可以用来切割所有的软硬材料。
除切割功能外，通过调整压力和流量，水射流还可以用于清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等。
水刀切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸气，表面不留任何机械变形，具有冷切割、清洁、精度高和材料损耗低等优点，在航空航天、汽车制造、金属加工、电子工程等领域中有着广泛的应用[1]。
现在水刀被认为是世界上功能最多样、增长速度最快的一种加工技术，与其他技术如铣床、激光、EDM、等离子和刨床等相辅相成。
高压水射流切割的分类：以加沙的情况来分：分为无沙切割和加沙切割。
以设备来分：分为大型水切割和小型水切割。
以压力来分：分为高压型和低压型，一般以100 MPa为界限。
100 MPa以上为高压型，100 MPa以下为低压型。
而200 MPa以上为超高压型。
以技术原理来分：分为前混式和后混式。
高压水射流切割的特点：1）数控成型各种复杂图案；2）属冷切割、不产生热变形；3）无污染、不产生有毒气体及粉尘；4）可加工高硬度或比较柔软的材料；5）是一些复合材料，易碎瓷材料复杂加工的唯一手段；6）切口光滑、无熔渣，无需二次加工；7）可一次完成钻孔、切割、成型工作；8）生产成本低；9）自动化程度高；10）24 小时连续工作。
16121下巷水力割缝措施
第三章 安全防护措施
1、按照《防突细则》要求结合集团公司防突有关规定，叙述具体的技术要求和管 理制度。 结合集团公司有关规定，编制常规的安全措施。
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一、监测： 1、按照规定安装瓦斯断电仪和瓦斯传感器，并经常进行检查、调校，保证瓦 斯超限时，能切断整个巷道内全部非本质型电气设备。 2、巷道洒水时应避开传感器，以免影响监测值的准确。 3、监测中心密切注意该掘进面的瓦斯情况，发现问题及时报告通风调度、生 产调度及矿领导；监控系统出现故障，必须加强人工检测。 4、探头修理工在现场进行探头校对或修理时，必须携带便携仪，瓦斯异常时 及时汇报。 二、防失爆： 机电运输科对该区域供电加强管理，电管组防爆检查员每周检查 2 次以上， 施工队防爆检查员每班按防爆细则要求对工作面机电设备进行检查，发现问题及时 处理，施工队及业务部门管理人员经常深入现场，严格检查，消除隐患，杜绝失爆。 三、 压风自救： 1、压风自救系统安设在井下压缩空气管路上。 2、压风自救系统应设置在距掘进工作面 25～40m 的巷道内，放炮地点、撤离 与警戒人员所在的位置以及回风巷道有人作业处。长距离的掘进巷道中，应每隔 50m 设置一组压风自救系统。 3、每组压风自救系统一般可供 5～8 人使用，压缩空气供给量，每人不得少 于 0.1m3/min。 4、压风自救系统要及时维护，以保证系统的完好性。 5、坚持无风不生产。 四、 正反向风门： 1、反向风门必须设在掘进工作面的进风侧。 2、必须设置两道牢固可靠的反向风门，风门墙垛必须用砖或混凝土砌筑，嵌
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**矿高压水力割缝作业的推广应用
**煤矿 **
我公司防突工作向来是制约我矿生产的一大难题，煤层注水、压裂、瓦斯消融剂、水利冲孔均在我矿施行过，但是我们公司的防突工作一直跟不上生产进度，为了加快我矿消突工作的进行，特与重庆大学联合在我矿11011轨道及胶带底板巷进行水力割缝试验，同时为了便于将高压水力割缝技术在我公司推广，特制定出该高压水力割缝作业流程，以供施工人员学习。
一、高压水力割缝技术原理
高压水力割缝技术是一种具有压力脉冲特性、自激空化特性和切割破碎煤岩特性的新型射流形式，能以高度聚能的射流束在煤岩上产生冲蚀、空化来实现对煤岩的切割破碎。
利用高压水力割缝在低透气性煤体中钻深孔、切缝能够增大煤层瓦斯涌出自由面，促使煤体大范围快速卸压，提高煤层透气性。
同时高压水力割缝的压力脉动冲击在钻孔、煤缝隙周围煤体中产生交变应力，促使煤体动力致裂，激发裂隙连通，进一步增强煤层透气性及瓦斯解析；且高压水力割缝空化效应产生的瞬时高压和空化声振，进一步强化吸附瓦斯解析。
二、高压水力割缝主要设备
（一）、高压水力割缝系统主要设备、器材构成：
高压乳化液泵、钻机（初定为ZYW-1200钻机）、高压脉冲水射流专用密封钻杆、脚踏开关、钻割一体化钻头（重庆大学提供）、25高压管、密封圈、耐震压力表等。
（二）、高压水力割缝系统装备连接示意图如下：
1-水箱；2-乳化泵；3.高压水管；4-脚踏开关；5-高压密封输水器；
6-钻机；7-高压钻杆；8-钻割一体化钻头
三、高压水力割缝操作规范
高压水力割缝技术在实施中规范操作主要包括三个阶段：设备准备与连接阶段、检查阶段、实施阶段。
（一）、设备准备与连接阶段
1、井下供水系统准备；此部分准备主要包括水在施工过程中连续供给、水流量能否满足高压水压力达到所需要压力要求，保证供水系统与施工系统连接的完好性。
⑴钻机、泵箱、连接管线等运到施工地点后，安装完毕、支撑牢固，连接好管线，乳化液泵设在主井底及东区瓦斯泵站，开泵人员必须会调整乳化液泵输出压力。
⑵泵箱供水应采用1趟不少于∮50mm管路供水，并随时注意观察供水情况，防止出现泵箱内水量不足。
⑶采用专用高压水力割缝专用钻头、切割头、水辫、φ25高压截止阀。
2、排水系统准备；由于高压水要从孔内排出，起到冲刷排渣作用，为了防治水对井下施工环境造成影响，施工前必须做好排水系统
准备，主要包括：排水沟、沉淀池及排水孔布置及其连通性。
由于割缝出煤较多且粘稠，割缝地点安排4人。
3、供电系统准备；在准备阶段要连接好供电系统相关设备，保证在施工过程中保持供电不间断性，确保在施工地点瓦斯浓度超限时能自动切断设备电源。
（二）检查阶段
设备安装连接准备工作完成后，必须对相关系统进行检查，其主要内容是：
1、施工地点巷道顶板、环境是否完整安全；
2、施工地点配风量是否符合规程及公司规定要求；
3、供水、排水、供电系统是否满足措施规定要求；
4、钻机、压力泵等设备安置是否合理、牢固可靠，角度是否符合要求；
5、相关安全技术措施是否落实到位；
6、操作人员是否经过培训持证上岗；
7、高压水泵及供水管路连接处是否牢固可靠、无泄漏；
8、高压管路连接系统是否牢固可靠、无泄漏；
9、高压输水器是否处于完好工作状态；
10、整个系统的连接情况和密封状态是否安全可靠；
11、测试各种钻头的喷嘴射程和射流发散情况。
12、实施高压水力割缝现场操作人员配备必须保证不少于3人。
即：压力泵司机、钻机操作工、钻杆连接安全监视工。
（三）、实施阶段
前两个阶段完成后，进入割缝实施阶段，具体流程图如下。
启动高压泵
关闭脚踏阀
钻机停止推进、旋转
卸钻杆
控制截止阀
钻机旋转割缝
钻机旋转割缝
终缝
关闭高压泵
1、首先开启高压水泵，控制截止阀，调整钻机端压力，压力由低到高5MPa→8MPa→11MPa→15MPa→20MPa→25MPa，水经过高压水管进入钻杆内，最后从割缝喷孔流出，然后钻机旋转，通过钻头对煤层周边煤体进行切割，供水压力控制在20-25MPa之间。
2、每割完一个孔后，控制截止阀，让水经过高压水管返回水箱内，然后撤卸钻杆。
3、撤卸完钻杆后，控制截止阀，使水通过高压水管和钻杆进入孔内，先向孔内输送一段时间的水清除孔内的残渣，等钻孔返水正常后，再割缝。
四、注意事项
1、实施高压水力割缝前，相关人员必须经过专门培训，学习乳化泵、钻机操作规程，并经考试合格，持证上岗。
2、乳化泵必须安设于进风流中，安设牢固可靠，乳化泵的开启采用远控按钮操作，远控按钮置于钻机钻工操作位置。
3、高压管及钢鞭管必须用不少于12#铅丝（或游丝绳）固定于巷帮，以防摆动或脱节伤人。
4、高压水力割缝的钻机操作台、泵站必须安设在施工点进风侧4～5m处的安全位置，且能清楚观察钻机运转、延接钻杆和孔内返水情况。
5、乳化泵至钻机之间供水管路必须采用高压管（承载压力≥40MPa），同时在钻机处安设脚踏式三通阀（承载压力≥30MPa），各连接部件采用钢鞭管（承载压力＞40MPa）连接。
6、开启乳化泵后必须观察各联接头是否存在卸漏情况，否则，必须立即停止施工进行处理，特别是在高压开启之前人员严禁正对有可能卸漏的各联接头，防止高压水伤人。
7、钻杆必须使用完好无损的水力割缝专用钻杆；连接钻杆时，首先检查钻杆内及连接螺纹处是否有异物，如有必须清除，然后在钻杆的外丝扣端加专用密封垫圈，以保证钻杆连接处可靠密封。
8、钻进过程中，钻机操作工必须随时观察钻孔内返水情况和钻进有无异常，如出现返水量变小或有卡钻现象时，必须立即停止钻进，查找原因，处理好后才能继续钻进。
9、撤卸钻杆时，严禁使用其它物件敲打水力割缝专用钻杆，施
工结束后钻杆必须装进工具箱进行上锁管理。
10、施工现场必须将所有的工具、材料堆放整齐，撤退路线保持畅通无阻。
11、开钻前，施钻人员必须严格执行“敲帮问顶”制度。
12、高压水力割缝期间，所有进入施工地点人员必须随身携带压缩氧自救器，每班由班(组)长带一台便携式瓦检仪悬挂于施工点回风侧5m范围内，当瓦斯浓度达到1%时必须立即停止施工，严禁瓦斯超限作业。
13、施工期间将施工地点供电开关等其它电器设备必须进行垫高保护。
14、施钻过程中操作钻机人员必须随时观察钻进过程中钻孔内动力现象，如出现堵孔、卡钻、抱钻等异常情况立即停止施工，并立即向矿调度室汇报处理。
15、施钻地点必须按规定安设瓦斯监测传感器，每周调校，并作断电实验，确保瓦斯超限断电可靠。
16、机电部门每周对该区域电器设备进行失爆检查，杜绝电器失爆。
17、乳化泵调压、并联运行连接部件由机电部门负责检查，压力指示必须完好准确，水力割缝系统安装完成后由矿机电副矿长负责组织机电、通风、安监、瓦斯抽采等部门验收合格后才能投入实施。
18、每班实施高压水力割缝前，现场负责人必须对高压管件进行认真检查，确认无安全隐患后方能开始作业。
19、高压水力割缝施工结束后，施工人员必须对割缝钻头进行清洗。
20、高压水力割缝期间，矿机电、瓦斯抽采部（科）、抽采队每班必须派管理人员现场跟班，负责安全措施的检查落实。
21、实施高压水力割缝，由各单位总工程师负责组织制定切实有效的安全技术措施，安全技术措施必须逐条逐款落实到责任单位及具体责任人，确保安全实施高压水力割缝技术。