瓦斯抽采钻孔螺旋式水力机械扩孔装置及其应用

作     者：徐超 孙浩石 秦亮亮 闫志铭 郭超飞 杨港 XU Chao;SUN Haoshi;QIN Liangliang;YAN Zhiming;GUO Chaofei;YANG Gang

作者机构：中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 阳泉煤业(集团)有限责任公司山西阳泉045000 

出 版 物：《西安科技大学学报》 (Journal of Xi’an University of Science and Technology)

年 卷 期：2021年第41卷第4期

页      面：640-648页

学科分类：08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51974321 51874314 51774292) 

主　　题：松软煤层 瓦斯抽采 螺旋式刀臂 扩孔装置 结构设计 

摘      要：水力机械扩孔增透技术是提高煤层瓦斯抽采效果、预防煤层瓦斯突出的重要方法之一。目前水力机械扩孔装置多采用直角式刀臂结构,但直角式刀臂在应用过程中存在着塌孔严重、排渣不畅、扩孔初期刀臂遇阻展开不畅以及水压动力分配不均等缺陷,严重影响着煤层扩孔的施工效果。基于此,研发一种瓦斯抽采钻孔螺旋式水力机械扩孔装置,将刀臂结构由传统的直角式改变为螺旋式,设计内部动力驱动装置,并提供一种高低压水切换装置以控制各管路开闭,进而完善煤层扩孔工艺流程。所设计的螺旋式水力机械扩孔装置在阳煤集团平舒煤矿15211工作面进行试点应用,结果表明:螺旋式刀臂较直角式刀臂拥有更好的切削煤体能力,扩孔装置卡刀次数明显减少,扩孔总长度提升10.59%,成孔率提高12.5%,并将扩孔总施工周期缩短1 d。证明螺旋式水力机械扩孔装置结构设计的合理性与优越性,为煤矿井下扩孔设备的优化改进提供了方向。