为研究松软煤层水力冲孔卸压增透特性,自主研制了水力冲孔物理模拟试验装置,其主要结构包括喷嘴、水力冲孔钻杆、水力冲孔旋转系统、水力冲孔推进系统、底座及固定系统等。该装置可基于自主研制的多场耦合煤层瓦斯抽采物理模拟试验系统,开展不同地应力状态及不同水力冲孔条件下的水力冲孔物理模拟试验。利用该系统进行了水力冲孔物理模拟试验,分析结果发现,冲孔过程中由于水力冲孔卸压作用,导致影响区域范围内煤体产生压缩变形,同时钻孔成像结果反映了水力冲孔孔洞形态及水力冲孔卸压造成的裂隙位置及形态,为后期分析水力冲孔卸压机

为了研究水力冲孔卸压增透机理,以有效解决单一松软低渗煤层抽采困难的问题,利用自主研发的水力冲孔物理模拟试验系统,开展了不同转速条件下的水力冲孔试验,并对比冲孔前后煤层瓦斯抽采过程中瓦斯压力演化规律,分析冲孔作用对煤层瓦斯抽采达标范围的影响。研究结果表明:随冲孔转速提高,冲孔出煤量、冲孔孔洞等效半径及冲孔卸压半径增大,导致相同抽采时间条件下抽采达标范围增大;冲孔卸压半径在地应力较大的方向较大,在地应力较小的方向较小,冲孔卸压半径为冲孔孔洞等效半径的1.6~2.0倍;在冲孔卸压半径以内,抽采初期瓦斯

利用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统和旋转高压水冲孔物理模拟试验装置,开展不同冲孔转速下的水力冲孔物理模拟试验,对水力冲孔过程中的冲出煤量,冲孔后的孔洞形态及抽采过程中气体压力、流量等参数的动态演化规律进行探讨。结果表明:水力冲孔后的孔洞尺寸较大,横截面仍近似呈圆形,表面出现大小不一的槽缝,同时随着冲孔转速的提高,冲出煤量和冲孔后的孔洞等效半径整体呈增加趋势;水力冲孔后的瓦斯抽采与冲孔前相比,相同位置测点的气体压力下降速度更快,气体流量更大,卸压增透效果明显。