操
作
规
程
机电科
2017/7/29
GF-100型超高压水力割缝装置操作规程
我矿购进的GF-100型超高压水力割缝装置,是新设备新工艺，为规范作业程序，保证作业期间的安全性，特制定以下操作规程。
一、技术原理
利用煤矿井下钻机夹持器卡住超高压水力割缝装置的钻杆进行钻割一体化作业，钻机旋转推进过程利用超高压水力割缝装置的高低压转换割缝器轴向喷嘴低水压进行钻进；当钻孔钻进至预定孔深位置时，将超高压清水泵水压调至割缝作业设定压力，利用钻机带动水力割缝装置的钻杆旋转，超高压水通过高低压转换割缝器径向喷嘴射出水射流对煤孔进行径向切割形成缝槽；按一定割缝间距后退钻杆可在钻孔径向再次进行割缝成槽。由此在孔内形成若干切割缝隙，改变钻孔附近煤体原应力进行充分卸压，增大煤体的暴露面积，有效改善煤层中的瓦斯流动状态，为瓦斯排放创造有利条件，提高煤层的透气性和瓦斯释放能力。 二、 装置构成与连接
(1) 超高压水力割缝装置构成：
超高压清水泵、超高压旋转水尾、水力割缝浅螺旋整体钻杆、高低压转换割缝器、金刚石复合片复合片钻头钻头、超高压软管、超高压三通装置等。
(2) 超高压水力割缝装置系统连接示意图如图1所示：
图1 超高压水力割缝工艺连接示意图
1-金刚石复合片钻头；2-高低压转换割缝器；3-水力割缝浅螺旋整体钻杆；4-超高压旋转水尾；5-螺纹接头；6-超高压软管；7-超高压清水泵；8-水箱
三、适用范围
适用于煤层坚固性系数f≥0.5的底板岩巷或石门揭煤穿层钻孔、采掘工作面顺煤层钻孔超高压割缝卸压、增加煤层透气性，可用于提高煤层瓦斯抽采效果、防突、防冲之目的。
四、 功能描述
GF-100型超高压水力割缝装置，采用高低压转换割缝器，低压状态下水从前端流出，具有钻孔钻进功能；高压状态下，割缝器前端封闭，具有切割功能，实现了不退出钻杆钻进、切割于一体化的作用。装置正常工作压力达到100MPa，超高压水对煤层进行切割后形成2.0~2.5m的缝隙，提高煤层的透气性和瓦斯释放能力。高压割缝后抽采时间缩短1/3~1/2，减少措施钻孔工程量1/3以上。
主要技术参数
产品名称 | 型号 | 技术参数 |
超高压旋转水尾 | SG-MP16MP16 | 工作压力150MPa，流量420L/min |
金刚石复合片钻头 | Φ113三翼高强型 | |
水力割缝浅螺旋整体钻杆 | Φ73×1000(三密封) | 承受压力120MPa以上，整体式钻杆 |
高低压转换割缝器 | GFQ-125/100 | 压力大于15MPa，前端封闭，压力小于15MPa，水从前端流出，工作压力120MPa |
超高压软管 | 20-6 | 承受压力100MPa以上，内径18.8mm |
超高压清水泵（100MPa） | BQW-125/100 | 流量125L/min、压力100MPa，具有煤安证和防爆证，一泵一箱 |
超高压三通装置 | GYST-20-6 | 承受压力100MPa，配有球头截止阀，设计控制底座 |
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五、操作规程
超高压水力割缝装置操作流程主要包括三个阶段：设备准备与连接阶段、检查阶段、实施阶段。
第一条 设备准备与连接阶段
1、设备准备阶段
(1) 井下供水系统准备：将Φ25mm的胶管的一端连接井下供水管路，另一端接入清水箱，供水管路所提供水流量需满足割缝作业时超高压清水泵所需水流量，并且保证在割缝作业时连续供水。
(2) 钻机、超高压清水泵、清水箱运往施工地点后，对钻机底座进行固定。超高压清水泵及清水箱摆放地点需平整，且清水箱的摆放平面不能低于超高压清水泵的摆放平面。超高压清水泵摆放在距离割缝钻孔较近位置，以减少高压水沿程阻力损失。
(3) 割缝作业前将清水箱加满水，割缝期间要求对清水箱连续供水。
(4) 排水系统准备：高压水从孔内排出，起到冲刷排渣作用，施工前必须做好排水系统准备，主要包括排水沟、沉淀池等。
(5) 供电系统准备：超高压清水泵可以接入1140V或660V电路，电机功率为250KW，应保证施工地点超高压清水泵的用电要求。另外，割缝作业时应保证供电不间断性，避免由于突然断电对超高压清水泵造成损坏。施工地点若出现瓦斯浓度超限，能自动切断设备电源。
(6) 封孔、抽采材料准备：进行钻孔施工、割缝时须提前安装抽采管路及抽采监控计量装置，准备好封孔及抽采所需配件、材料、管路、电缆、灭火器材、封孔接抽材料、计量仪器仪表等，整齐堆放在施工附近安全地点，以便割缝后及时封孔并连接抽采。
2、连接阶段
(1) 金刚石复合片钻头与高低压转换割缝器连接
将金刚石复合片钻头母口与高低压转换割缝器公口连接，用手拧至最大深度后再用管钳拧紧。
(2) 高低压转换割缝器与水力割缝浅螺旋整体钻杆连接
连接前先在水力割缝浅螺旋整体钻杆公口涂沫黄油，将聚氨酯密封圈安装在钻杆公口密封槽内，再将钻杆公口与高低压转换割缝器母口连接，同样用手拧至最大深度，再用管钳或钻机拧紧。
(3) 水力割缝浅螺旋整体钻杆之间连接
钻杆连接前先在钻杆公口端安装聚氨酯密封圈，用手加接钻杆后，再利用钻机动力拧紧，注意钻机油压不能过高，保证钻杆之间拧紧即可。
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