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超高壓水力割縫煤層增透成套裝置研制及應(yīng)用

2020-10-30 16:54  來源:煤炭行業(yè)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)  瀏覽:  

超高壓水力割縫煤層增透成套裝置研制及應(yīng)用
作者:張永將 陸占金

單位:中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要:現(xiàn)有割縫(擴(kuò)孔)裝置對(duì)于中硬或堅(jiān)硬煤層割縫效率低,配套安全防護(hù)措施相對(duì)較少,未能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控割縫作業(yè)。為了解決中硬或堅(jiān)硬煤層安全、高效割縫增透難題,亟需研制更高壓力的割縫成套裝置。在綜合考慮設(shè)備效率、割縫深度及割縫排渣所需流量的基礎(chǔ)上,研制了高壓清水泵;通過分析鉆孔流場(chǎng)分布規(guī)律,依據(jù)水射流理論,研制了高低壓轉(zhuǎn)換割縫器;依據(jù)鉆孔排渣原理,采用整體加工工藝,研制了淺螺旋整體鉆桿;依據(jù)窄縫黏性流體流動(dòng)理論,采用間隙密封設(shè)計(jì),研制了超高壓旋轉(zhuǎn)水尾;基于煤礦井下巷道條件的多變性,根據(jù)高壓清水泵的額定壓力、額定流量確定了溢流閥的設(shè)計(jì)要求,研制了高壓遠(yuǎn)程操作臺(tái);綜合分析耐壓性及遠(yuǎn)距離割縫作業(yè)沿程阻力損失,研制了超高壓液壓軟管。通過關(guān)鍵部件的研制,成功研制了ZGF-100(A)型超高壓水力割縫裝置,成套裝置工作壓力達(dá)100MPa,具備鉆割一體化功能,可實(shí)現(xiàn)100m以上遠(yuǎn)程操控,并配套研制了安全防護(hù)裝置,形成了超高壓水力傳輸?shù)陌踩雷o(hù)系統(tǒng),同時(shí),對(duì)成套裝置空載運(yùn)行、工作壓力、工作流量、密封性能、耐壓性能等8項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行了安全檢測(cè),檢測(cè)內(nèi)容均符合國家相關(guān)檢測(cè)要求。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明:采用超高壓水力割縫裝置對(duì)煤層進(jìn)行卸壓增透,穿層鉆孔割縫平均單刀出煤量0.85t,割縫半徑1.78~2.18m,可提高鉆孔瓦斯抽采純量2.0倍以上,縮短抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間50%以上;順層鉆孔在鉆孔工程量減少47%條件下,單孔抽采純量提高2.0~2.5倍,縮短掘進(jìn)循環(huán)施工周期60%以上,說明該方法割縫效率高,割縫后煤層卸壓增透效果顯著。

關(guān)鍵詞:超高壓, 水力割縫, 鉆割一體化, 遠(yuǎn)程操控, 瓦斯抽采, 抽采達(dá)標(biāo)

論文文件超高壓水力割縫煤層增透成套裝置研制及應(yīng)用

專題來源:中國煤炭行業(yè)知識(shí)服務(wù)平臺(tái):http://www.chinacaj.net/i,3,12120,0.html

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