方山矿水力冲孔方案
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①方山矿煤质较软f值在~之间，按照经验公式破煤压力等于10f，即射流破煤压力为~之间。在冲孔过程中，始终保证喷嘴射流压力不低于2MPa；
②依据喷嘴射流压力的大小，选取3φ2.0mm型喷嘴；
③由于乳化液泵距离冲孔位置的距离较远，同时在高压胶管与钻机的连接处、钻杆之间都存在压力的损失，本次水力冲孔实验压力定为6MPa、8MPa、10MPa、12MPa等，依据双功能水表压力显示压力在进行调整，若所建立压力偏小则可以增大乳化液泵压力或更换小喷嘴喷头，若压力偏大则减小乳化液泵压力或更换大喷嘴喷头。根据上述原则，进行水力冲孔实验，考察出能够适合本矿的水力冲孔喷头和乳化液泵压力。
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本次试验主要考察以下两个方面：（1）考察水力冲孔工艺参数；（2）考察水力冲孔的有效影响半径，优化钻孔布置参数。
（1）水力冲孔工艺参数考察
经多个矿区的试验应用证明水力冲孔卸压增透技术是一项防突效果显著的防突措施，但其应用在不同矿区、不同条件的煤层的主要技术参数也不相同。其中重要的技术参数主要有破煤压力、喷嘴直径选取、乳化液压力及冲孔工艺，破煤压力又取决于煤质坚硬程度。在确定了破煤所需压力后便需要通过理论和试验来确定喷嘴压力、流量及喷嘴型号，从而最终确定满足要求的系统管路压力流量。针对方山矿煤层实际情况，在实验过程中做如下考察。
（2）水力冲孔有效影响半径考察
本次设计方案采用两种方法考察水力冲孔有效影响半径，流量法和压力法。
①流量法：
施工顺序：施工水力冲孔钻孔周围的抽放钻孔→测定煤层瓦斯含量→将抽放钻孔连接到抽放管路上→考察各抽放钻孔流量→施工水力冲孔钻孔→将钻头换成喷头→冲孔前抽放钻孔瓦斯流量测定→进行水力冲孔措施→冲孔中、后测定瓦斯流量；
1
乳化液泵型号选用BRW200/，额定流量为200L/min，额定压力为，与乳化液泵相连的是FRx1000型辅助乳化液箱，液箱额定容量为1000L，其外形尺寸2900×950×1300，重量700kg。
本次选用，钻机与乳化液泵相连的连接管采用内径φ25mm或32mm、耐压32MPa钢丝缠绕胶管，将胶管的另一头与50mm钻杆尾端连接，连接处采用快速接头和U型卡加固。高压胶管的内径一般为：8mm、16mm、25mm和32mm。本次水力冲孔采用的高压胶管内径是25mm或32mm。
在回风巷中安装有由煤炭科学研究总院重庆分院生产的智能低浓度沼气传感器作为探头T1，用来监控瓦斯浓度的变化。
为了测定水力冲孔期间，水压变化和流量为监测水压和流量在水力冲孔期间的变化，在距钻孔开口5m处安装了SGS型双功能高压水表：BH GB/~3–1996 DN20 PN1△P=精度：、、，压力表量程为0~25MPa，在其旁边连接型号为QJ16的球形截止阀。
2
水力冲孔系统一般是由乳化液泵、水箱、钻机、高压胶管、多功能流量表、喷头等组成。如图1所示。
图1水力冲孔系统布置示意图
3
本次实施水力冲孔措施钻孔采用直径89mm，设计钻孔24个，冲孔半径按照5.6m进行设计，在试验中考察冲孔有效半径的大小后在另行修改。为了掩护机巷掘进，本次设计控制范围为：沿煤层倾向方向控制34m，沿煤层走向方向控制24m，具体参数如表1所示，钻孔设计图如2所示。
④由于该矿煤质较软，如采取从煤层上部向下部冲和从中部向钻孔两端冲孔，会存在塌孔、堵孔现象，致使冲孔不能顺利进行，所以本次冲孔采取从煤岩交界处逐步向钻孔深部进行冲孔，冲孔过程中应缓慢转动钻杆，每米煤孔冲孔到返清水为止或初步定为20min。冲孔时在距离孔口2m左右悬挂瓦斯便携仪，当瓦斯浓度达到1%时，暂停冲孔，并将钻杆推出煤孔以外，当浓度降到%时重新冲孔。
根据矿方提供资料，岩石集中巷布置在煤层以下20m的位置，倾向上距下巷中心线水平距离为5.0m，底板岩巷宽3.0m，高3.0m，断面为直墙半圆拱。为了掩护11051机巷掘进，在底抽巷内采取水力冲孔卸压增透措施，按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求控制机巷两帮各15m，根据设计要求沿煤层走向方向控制24m的范围。
图2水力冲孔钻孔布置图
表1钻孔参数表
钻孔编号
倾角（°）
偏角（°）
距底板高度（m）
距中线距离（m）
距循环点（m）
岩孔斜长（m）
岩孔长度（m）
煤孔长度（m）
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安全阀的作用是安全报警，即当机组溢流阀或其它因素出现意外，乳化液泵压力超过排出压力的~倍或~倍时，高压液体就会克服安全阀弹簧的预计压力，打开阀芯，报警降压。
喷嘴的作用是将高压水射流的压力能转变为动能，利用从喷嘴射出的具有很高能量的射流来进行切割、破碎煤体。喷嘴的结构与射流性能关系是非常紧密的，喷嘴质量的好坏直接影响到水射流的切割能力。本次试验所采用多级破碎喷头。
方山矿11051机巷底板巷水力冲孔消突增透技术实施方案
许平煤业方山矿新井
二1-11051采面位于二1轨道下山南翼，西邻二1-11032采面采空区，东边为未开采的实体煤柱，南边为四4主斜井保护煤柱，北为轨道下山及其保护煤柱。采面设计走向长300m(均），倾斜宽140m，采高3.0m，储量万吨。该采面标高-44～-72m,埋深为504-648米。煤层厚度为～14.95m，平均厚度8.5m。二1煤层总体走向NNE，倾向SEE，倾角10～18°，平均14°。根据煤与瓦斯突出区域的划分，二1-11051采面位于煤与瓦斯突出区域，根据二1-11051工作面机巷测定瓦斯含量7.145m3/t，瓦斯压力为，随着掘进面深度的增加，瓦斯涌出量可能增大。回采期间预计该综采面瓦斯涌出量为-12.08m3t。
冲孔前测瓦斯流量：各个抽放钻孔施工完毕后，连茬抽放，每班测定两到三组钻孔瓦斯流量，在水力冲孔前，每隔5~10分钟测定1次抽放钻孔的瓦斯流量，共计测定5组以上。
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②依据喷嘴射流压力的大小，选取3φ2.0mm型喷嘴；
③由于乳化液泵距离冲孔位置的距离较远，同时在高压胶管与钻机的连接处、钻杆之间都存在压力的损失，本次水力冲孔实验压力定为6MPa、8MPa、10MPa、12MPa等，依据双功能水表压力显示压力在进行调整，若所建立压力偏小则可以增大乳化液泵压力或更换小喷嘴喷头，若压力偏大则减小乳化液泵压力或更换大喷嘴喷头。根据上述原则，进行水力冲孔实验，考察出能够适合本矿的水力冲孔喷头和乳化液泵压力。
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本次试验主要考察以下两个方面：（1）考察水力冲孔工艺参数；（2）考察水力冲孔的有效影响半径，优化钻孔布置参数。
（1）水力冲孔工艺参数考察
经多个矿区的试验应用证明水力冲孔卸压增透技术是一项防突效果显著的防突措施，但其应用在不同矿区、不同条件的煤层的主要技术参数也不相同。其中重要的技术参数主要有破煤压力、喷嘴直径选取、乳化液压力及冲孔工艺，破煤压力又取决于煤质坚硬程度。在确定了破煤所需压力后便需要通过理论和试验来确定喷嘴压力、流量及喷嘴型号，从而最终确定满足要求的系统管路压力流量。针对方山矿煤层实际情况，在实验过程中做如下考察。
（2）水力冲孔有效影响半径考察
本次设计方案采用两种方法考察水力冲孔有效影响半径，流量法和压力法。
①流量法：
施工顺序：施工水力冲孔钻孔周围的抽放钻孔→测定煤层瓦斯含量→将抽放钻孔连接到抽放管路上→考察各抽放钻孔流量→施工水力冲孔钻孔→将钻头换成喷头→冲孔前抽放钻孔瓦斯流量测定→进行水力冲孔措施→冲孔中、后测定瓦斯流量；
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乳化液泵型号选用BRW200/，额定流量为200L/min，额定压力为，与乳化液泵相连的是FRx1000型辅助乳化液箱，液箱额定容量为1000L，其外形尺寸2900×950×1300，重量700kg。
本次选用，钻机与乳化液泵相连的连接管采用内径φ25mm或32mm、耐压32MPa钢丝缠绕胶管，将胶管的另一头与50mm钻杆尾端连接，连接处采用快速接头和U型卡加固。高压胶管的内径一般为：8mm、16mm、25mm和32mm。本次水力冲孔采用的高压胶管内径是25mm或32mm。
在回风巷中安装有由煤炭科学研究总院重庆分院生产的智能低浓度沼气传感器作为探头T1，用来监控瓦斯浓度的变化。
为了测定水力冲孔期间，水压变化和流量为监测水压和流量在水力冲孔期间的变化，在距钻孔开口5m处安装了SGS型双功能高压水表：BH GB/~3–1996 DN20 PN1△P=精度：、、，压力表量程为0~25MPa，在其旁边连接型号为QJ16的球形截止阀。
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水力冲孔系统一般是由乳化液泵、水箱、钻机、高压胶管、多功能流量表、喷头等组成。如图1所示。
图1水力冲孔系统布置示意图
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本次实施水力冲孔措施钻孔采用直径89mm，设计钻孔24个，冲孔半径按照5.6m进行设计，在试验中考察冲孔有效半径的大小后在另行修改。为了掩护机巷掘进，本次设计控制范围为：沿煤层倾向方向控制34m，沿煤层走向方向控制24m，具体参数如表1所示，钻孔设计图如2所示。
④由于该矿煤质较软，如采取从煤层上部向下部冲和从中部向钻孔两端冲孔，会存在塌孔、堵孔现象，致使冲孔不能顺利进行，所以本次冲孔采取从煤岩交界处逐步向钻孔深部进行冲孔，冲孔过程中应缓慢转动钻杆，每米煤孔冲孔到返清水为止或初步定为20min。冲孔时在距离孔口2m左右悬挂瓦斯便携仪，当瓦斯浓度达到1%时，暂停冲孔，并将钻杆推出煤孔以外，当浓度降到%时重新冲孔。
根据矿方提供资料，岩石集中巷布置在煤层以下20m的位置，倾向上距下巷中心线水平距离为5.0m，底板岩巷宽3.0m，高3.0m，断面为直墙半圆拱。为了掩护11051机巷掘进，在底抽巷内采取水力冲孔卸压增透措施，按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求控制机巷两帮各15m，根据设计要求沿煤层走向方向控制24m的范围。
图2水力冲孔钻孔布置图
表1钻孔参数表
钻孔编号
倾角（°）
偏角（°）
距底板高度（m）
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安全阀的作用是安全报警，即当机组溢流阀或其它因素出现意外，乳化液泵压力超过排出压力的~倍或~倍时，高压液体就会克服安全阀弹簧的预计压力，打开阀芯，报警降压。
喷嘴的作用是将高压水射流的压力能转变为动能，利用从喷嘴射出的具有很高能量的射流来进行切割、破碎煤体。喷嘴的结构与射流性能关系是非常紧密的，喷嘴质量的好坏直接影响到水射流的切割能力。本次试验所采用多级破碎喷头。
方山矿11051机巷底板巷水力冲孔消突增透技术实施方案
许平煤业方山矿新井
二1-11051采面位于二1轨道下山南翼，西邻二1-11032采面采空区，东边为未开采的实体煤柱，南边为四4主斜井保护煤柱，北为轨道下山及其保护煤柱。采面设计走向长300m(均），倾斜宽140m，采高3.0m，储量万吨。该采面标高-44～-72m,埋深为504-648米。煤层厚度为～14.95m，平均厚度8.5m。二1煤层总体走向NNE，倾向SEE，倾角10～18°，平均14°。根据煤与瓦斯突出区域的划分，二1-11051采面位于煤与瓦斯突出区域，根据二1-11051工作面机巷测定瓦斯含量7.145m3/t，瓦斯压力为，随着掘进面深度的增加，瓦斯涌出量可能增大。回采期间预计该综采面瓦斯涌出量为-12.08m3t。
冲孔前测瓦斯流量：各个抽放钻孔施工完毕后，连茬抽放，每班测定两到三组钻孔瓦斯流量，在水力冲孔前，每隔5~10分钟测定1次抽放钻孔的瓦斯流量，共计测定5组以上。
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