水力冲孔是在石门工作面掘至突出煤层一定距离时，在有岩柱（穿层冲孔岩柱一般不小于5m）隔离的条件下，向突出煤层打3～9个直径105~200 mm钻孔，在穿过岩柱见煤后，使用高压水射流，在突出危险煤层中冲出若干个大直径的孔洞，冲孔过程中排出了大量的瓦斯和煤炭，在煤体内形成一定的卸压排放瓦斯区域，从而消除了石门揭煤时发生的突出危险。

    1．水力冲孔揭煤防突原理

    借助岩柱作为安全屏障，向具有煤与瓦斯突出危险的原始煤体打穿透钻孔，然后采用具有一定压力的水射流冲出煤体，诱发小型突出，并利用密封管道，将突出的煤、水、瓦斯引向回风系统中的分离沉淀池。随着冲孔工作的延续、煤和瓦斯连续喷出，周围的煤体向孔道挤动，原始煤体的紧张状态得到松弛，突出的潜能得到释放，从而在孔道周围一定范围内，本来具有突出危险的煤体失去了突出的能力。这一技术措施用于石门揭煤工作面，可防治煤与瓦斯突出，特别是能防治特大型煤与瓦斯突出。

    2．水力冲孔的适用条件

    具有自喷（喷煤、喷瓦斯）能力，即打钻进入软层时就能喷孔；煤层较软或有软分层，煤的坚固性系数厂值一般小于0.5的煤层和特大型煤与瓦斯突出危险的倾斜煤层效果较好。大倾角、急倾斜强突出煤层，不宜选用水力冲孔防突技术措施。

    3．水力冲孔防突措施的要求

    水力冲孔的水压视煤层的软硬程度而定，一般应大于3 MPa；冲孔石门工作面距煤层岩柱厚度（真厚）不小于5m，钻孔应布置到石门周界外3～5 m的煤层内布置成上、中、下3排，每排呈左、中、右共9个孔。根据煤层突出危险性可适当增加冲孔数，钻孔布置方式如图4-37所示。

    1~9-钻孔；10-巷道；11-突出危险煤层；P1、P2、P3-瓦斯压力

    图4-37    水力冲孔钻孔布置

    冲孔顺序为先冲对角孔后冲边上孔，最后冲中间孔。供水压力视煤层软硬程度而定，一般为3.0~4.0 MPa，冲水量为30~ 35m³/h。

    石门全断面冲出的总煤量不小于煤层厚度20倍的煤量，如冲出的煤量较少，应在该孔周围补孔。

    4．水力冲孔注意事项

    (1)冲孔速度不宜急进。开始冲孔距煤层要有一定距离，钻杆采用反复串动前进；冲孔，特别是撤接钻杆时，严禁人员正对钻杆站立，防止钻杆冲出伤人。

    (2)冲孔发生卡钻时，要立即停止向孔内供高压水，该孔停止冲孔，等其他孔冲完后，再研究处理卡钻措施，进行有效处理。

    (3)冲完的钻孔不能撤除套管和拉固钢绳，不能人为将钻孔堵塞，但套管口必须用堵板挡好，并留一定间隙。既要给孔内瓦斯留有通道，又要防止在冲另外的孔时，引起该孔内突出伤人。

    (4)冲孔时要注意已冲孔的瓦斯涌出和孔内声响，发现异常要立即停止工作、撤人，等情况清楚、问题解决完后，方可恢复工作。

    (5)冲完孔后，有条件的钻孔要接入抽采系统，可提高冲孔措施的有效性。

    (6)计算冲、排瓦斯时，瓦斯数据从监测系统得到。由于瓦斯涌出量变化大，因此计算瓦斯时应按时间分段计算，分段时间越短，准确度越高。

    (7)在倾角大，特别是直立突出煤层，不宜选用水力冲孔措施。

    5．水力冲孔的工艺流程

    (1)水力冲孔的主要设备材料；钻机用150或75钻机，钻杆直径42 mm，供水压力4 MPa左右，水量40~ 50 m³（冲孔用水15~20 m³/h，射流泵25 m³/h）；供水管为直径108 mm的无缝钢管，供水软管为内直径32 mm的钢丝编制的高压胶管，长度4～10 m；射流泵喷嘴直径12 mm，喉管直径60 mm；排放软管为内径102 mm的钢丝编制的高压胶管，输煤管为直径108 mm的钢管；石门回风巷建立沉淀池，安设瓦斯监测探头。

    (2)水力冲孔的工艺流程。先在水力冲孔四周围岩稳定处打4根锚杆，再用钻机打Φ108 mm的岩孔，钻到2m后换成Φ90 mm穿透到煤体喷孔点，然后退出岩芯管，将外端有法兰盘的Φ108 mm套管安装入孔内，并用Φ9.3 mm钢绳将套管固定到锚杆上，连接三通、排煤胶管、射流泵、排煤管至沉淀池，最后连接射流泵和钻机的高压水管。上述工作完成后，再启动钻机，开启钻机注高压水，使水的射流以钻杆冲洗煤体，诱导突出。喷出的煤、水、瓦斯通过钻杆与岩孔之间间隙流入三通、排煤胶管、射流泵、输煤管，最后流入沉淀池。随着钻杆的钻进，反复冲洗，直到钻杆推进到设计深度（钻头遇顶底板岩石），并且孔内无动力显现，冲出清水，方可结束冲孔、拆除钻具。水力冲孔工艺系统如图4-38所示。

    1-钻杆；2-套管；3-三通管；4-钻机；5-阀门；6-高压水管；7-压力表；8-射流泵；9-排煤水管

    图4-38    水力冲孔工艺流程示意图