超高压水力割缝装置在煤层卸压增透中的应用

　　深部煤矿普遍存在高应力、高瓦斯、低渗透的问题，瓦斯治理难度极大。重庆煤科院团队依托相关科研项目，研发出ZGF-100(A)型超高压水力割缝成套装置与技术体系，该设备拥有完备安标资质、技术达到国际先进水平，可实现煤体卸压增透，同步治理瓦斯与冲击地压隐患。这项技术适用范围广，已在全国多地矿井推广，大幅提升瓦斯抽采效率、缩减工程与工期，凭借多项性能优势获得行业广泛认可，是保障煤矿安全生产的重要技术手段。

　　矿井瓦斯治理是我国煤矿面临的严峻课题，随着矿井开采逐步向深部延伸，我国大部分矿井煤层愈发显现“高压力、高瓦斯压力、低渗透性”的赋存特点，亟需强化抽采措施保障矿井生产安全、顺利进行。

　　重庆煤科院张永将研究团队在煤层瓦斯治理技术与经验上，依托国家“十三五”重点研发计划项目子任务“深部煤层超高压切压联合区域卸压防突技术及装备”以及煤炭科学研究总院科技创新基金项目—“超高压水力钻割一体化卸压增透技术及装备”，研发了超高压水力割缝钻割一体化装置及技术体系，为煤层卸压增透提供了一种新技术。

　　装置简介

　　基于现有煤层卸压增透技术手段各自存在的局限性，中煤科工集团重庆研究院有限公司创新研发了新型煤层卸压增透装置——ZGF-100(A)型超高压水力割缝装置。是国内唯一取得成套装置安标证书的产品，创新成果达到国际先进水平。

　　超高压水力割缝装置以高压水为动力，对煤体进行切割、剥离，增大煤体的暴露面积，改善煤层中的瓦斯流动状态，改变煤体的原应力，使煤体得到充分卸压，从而提高煤层的透气性和瓦斯释放能力。能够有效解决煤矿煤层瓦斯治理及冲击地压防治两大难题，为矿井安全生产提供了技术保障。

　　适用范围

　　ZGF-100(A)型超高压水力割缝装置装备适用于高地应力、高瓦斯、低透气性煤层(煤层硬度f>0.4)工作面顺层钻孔、穿层钻孔及石门揭煤卸压增透、冲击地压防治等，顺层钻孔割缝深度80~120m，穿层钻孔割缝深度80~140m。

　　超高压水力割缝装置已在安徽、山西、贵州、河南等50多对矿井推广应用，可显著提高钻孔瓦斯抽采效果。现场应用情况表明，采用超高压水力割缝技术及装备可提高钻孔瓦斯抽采浓度约2.5倍，提高钻孔瓦斯抽采纯量约3倍，减少钻孔工程量40%以上，缩短抽采达标时间40%以上，提高钻孔有效抽采半径约2.5倍。

　　技术优势

　　(1) 可实现钻进、切割一体化，缩短工艺流程时间。

　　(2) 成套装置承压150MPa，设备连接处设有二次防护。

　　(3) 可实现100m以上远程操控，安全可靠。

　　(4) 操作简便、实用、割缝效率高，制定专用割缝操作规范。

　　(5) 最大工作压力100MPa，切割时间3min~10min、中等硬度煤层割缝半径1.5m~2.0m。切割缝槽宽度2cm~6cm。

　　(6) 顺层钻孔割缝孔深80m~120m，穿层钻孔割缝孔深80m~140m。

　　2019年10月30日-11月2日，第十八届中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会在北京举行，中国煤科在新闻发布会上提出了智慧矿山建设一体化解决方案，重点推出了智慧矿山建设最新成果和重大进展。

　　重庆研究院超高压水力割缝装置也首次亮相展会，得到了行业专家的高度评价，煤炭企业对超高压水力割缝装置的性能及应用效果给予了高度赞誉，并积极与重庆研究院达成合作意向。

　　超高压水力割缝技术是煤矿煤层瓦斯高效治理、煤矿冲击地压灾害防治的有效安全生产保障技术，其核心理念是针对高应力及高瓦斯煤层的卸压增透。