丁集煤礦屬高瓦斯礦井，我們依據(jù)先抽后采的原則，在西一采區(qū)開(kāi)掘低抽巷對(duì)其上部煤層進(jìn)行了瓦斯抽放。西一采區(qū)低抽巷上方平均25 m為11－2煤層。為了準(zhǔn)確考察研究高壓水射流的擴(kuò)孔效果及對(duì)抽放效果和煤層瓦斯參數(shù)的影響，我們把試驗(yàn)場(chǎng)地選擇在西一采區(qū)低抽巷主抽放管道的近末端位置，以便準(zhǔn)確測(cè)定抽放鉆孔的抽放參數(shù)。

 

 

上圖為鉆孔布置。

 

首先我們?cè)谖饕徊蓞^(qū)低抽巷420m和400m處分別施工2組鉆孔，每組2個(gè)鉆孔，1#鉆孔與2#鉆孔開(kāi)孔距離2m，見(jiàn)煤點(diǎn)距離10m，2#鉆孔與4#鉆孔開(kāi)孔距離2m，見(jiàn)煤點(diǎn)距離11m，鉆頭穿透11－2煤層進(jìn)入煤層頂板0.5m停鉆，各鉆孔詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)下表。

 

 

由于嚴(yán)格按照鉆孔參數(shù)的設(shè)計(jì)施工，因此基本可以保證在高壓水射流擴(kuò)孔之前第一組與第二組的煤層孔總長(zhǎng)度相等，為以后對(duì)比提供了相同的基礎(chǔ)條件。而后，在4個(gè)鉆孔施工的過(guò)程中，我們分別收集了每個(gè)鉆孔的煤屑，稱重后密封保存。之后利用高壓水射流裝置對(duì)3#、4#鉆孔進(jìn)行擴(kuò)孔施工，分別收集煤屑，稱重后密封保存。最后再利用烘干設(shè)備對(duì)每一份煤屑進(jìn)行烘干處理，再稱重。詳細(xì)數(shù)據(jù)請(qǐng)見(jiàn)下表。

 

 

從上表可以看出，4個(gè)鉆孔在用Φ89mm鉆頭施工過(guò)程中所排煤屑量基本相等，3#、4#鉆孔擴(kuò)孔所排煤屑為本鉆孔普通施工中所排煤屑的15.4倍和13倍。

 

鉆孔煤層經(jīng)擴(kuò)孔后仍為圓柱體，則可得出如下公式：

 

 

上述公式中，M —煤的質(zhì)量，kg；
            V —煤的體積，m³；
            r —鉆孔半徑，m；
            h —鉆孔長(zhǎng)度，m；
             —煤的視密度，取1.4t/m³。

 

3#鉆孔在鉆孔施工過(guò)程中排出煤屑65kg，4#鉆孔在鉆孔施工過(guò)程中排出煤屑為70kg；而3#鉆孔在擴(kuò)孔過(guò)程中排出煤屑1080kg，4#鉆孔在擴(kuò)孔過(guò)程中排出煤屑908kg，把擴(kuò)孔前和擴(kuò)孔后所排煤屑的數(shù)據(jù)代入上式則可以得出擴(kuò)孔后3#、4#鉆孔煤層部分直徑，分別為0.422m、0.374m。

 

綜上所述，我們可以看出3#、4#鉆孔經(jīng)高壓水射流擴(kuò)孔后煤層部分直徑分別為原來(lái)的9.5倍和8.4倍。