水力沖孔是在石門工作面掘至突出煤層一定距離時，在有巖柱（穿層沖孔巖柱一般不小于5m）隔離的條件下，向突出煤層打3～9個直徑105~200 mm鉆孔，在穿過巖柱見煤后，使用高壓水射流，在突出危險煤層中沖出若干個大直徑的孔洞，沖孔過程中排出了大量的瓦斯和煤炭，在煤體內形成一定的卸壓排放瓦斯區域，從而消除了石門揭煤時發生的突出危險。

    1．水力沖孔揭煤防突原理

    借助巖柱作為安全屏障，向具有煤與瓦斯突出危險的原始煤體打穿透鉆孔，然后采用具有一定壓力的水射流沖出煤體，誘發小型突出，并利用密封管道，將突出的煤、水、瓦斯引向回風系統中的分離沉淀池。隨著沖孔工作的延續、煤和瓦斯連續噴出，周圍的煤體向孔道擠動，原始煤體的緊張狀態得到松弛，突出的潛能得到釋放，從而在孔道周圍一定范圍內，本來具有突出危險的煤體失去了突出的能力。這一技術措施用于石門揭煤工作面，可防治煤與瓦斯突出，特別是能防治特大型煤與瓦斯突出。

    2．水力沖孔的適用條件

    具有自噴（噴煤、噴瓦斯）能力，即打鉆進入軟層時就能噴孔；煤層較軟或有軟分層，煤的堅固性系數廠值一般小于0.5的煤層和特大型煤與瓦斯突出危險的傾斜煤層效果較好。大傾角、急傾斜強突出煤層，不宜選用水力沖孔防突技術措施。

    3．水力沖孔防突措施的要求

    水力沖孔的水壓視煤層的軟硬程度而定，一般應大于3 MPa；沖孔石門工作面距煤層巖柱厚度（真厚）不小于5m，鉆孔應布置到石門周界外3～5 m的煤層內布置成上、中、下3排，每排呈左、中、右共9個孔。根據煤層突出危險性可適當增加沖孔數，鉆孔布置方式如圖4-37所示。

    1~9-鉆孔；10-巷道；11-突出危險煤層；P1、P2、P3-瓦斯壓力

    圖4-37    水力沖孔鉆孔布置

    沖孔順序為先沖對角孔后沖邊上孔，最后沖中間孔。供水壓力視煤層軟硬程度而定，一般為3.0~4.0 MPa，沖水量為30~ 35m3/h。

    石門全斷面沖出的總煤量不小于煤層厚度20倍的煤量，如沖出的煤量較少，應在該孔周圍補孔。

    4．水力沖孔注意事項

    (1)沖孔速度不宜急進。開始沖孔距煤層要有一定距離，鉆桿采用反復串動前進；沖孔，特別是撤接鉆桿時，嚴禁人員正對鉆桿站立，防止鉆桿沖出傷人。

    (2)沖孔發生卡鉆時，要立即停止向孔內供高壓水，該孔停止沖孔，等其他孔沖完后，再研究處理卡鉆措施，進行有效處理。

    (3)沖完的鉆孔不能撤除套管和拉固鋼繩，不能人為將鉆孔堵塞，但套管口必須用堵板擋好，并留一定間隙。既要給孔內瓦斯留有通道，又要防止在沖另外的孔時，引起該孔內突出傷人。

    (4)沖孔時要注意已沖孔的瓦斯涌出和孔內聲響，發現異常要立即停止工作、撤人，等情況清楚、問題解決完后，方可恢復工作。

    (5)沖完孔后，有條件的鉆孔要接入抽采系統，可提高沖孔措施的有效性。

    (6)計算沖、排瓦斯時，瓦斯數據從監測系統得到。由于瓦斯涌出量變化大，因此計算瓦斯時應按時間分段計算，分段時間越短，準確度越高。

    (7)在傾角大，特別是直立突出煤層，不宜選用水力沖孔措施。

    5．水力沖孔的工藝流程

    (1)水力沖孔的主要設備材料；鉆機用150或75鉆機，鉆桿直徑42 mm，供水壓力4 MPa左右，水量40~ 50 m3（沖孔用水15~20 m3/h，射流泵25 m3/h）；供水管為直徑108 mm的無縫鋼管，供水軟管為內直徑32 mm的鋼絲編制的高壓膠管，長度4～10 m；射流泵噴嘴直徑12 mm，喉管直徑60 mm；排放軟管為內徑102 mm的鋼絲編制的高壓膠管，輸煤管為直徑108 mm的鋼管；石門回風巷建立沉淀池，安設瓦斯監測探頭。

    (2)水力沖孔的工藝流程。先在水力沖孔四周圍巖穩定處打4根錨桿，再用鉆機打Φ108 mm的巖孔，鉆到2m后換成Φ90 mm穿透到煤體噴孔點，然后退出巖芯管，將外端有法蘭盤的Φ108 mm套管安裝入孔內，并用Φ9.3 mm鋼繩將套管固定到錨桿上，連接三通、排煤膠管、射流泵、排煤管至沉淀池，最后連接射流泵和鉆機的高壓水管。上述工作完成后，再啟動鉆機，開啟鉆機注高壓水，使水的射流以鉆桿沖洗煤體，誘導突出。噴出的煤、水、瓦斯通過鉆桿與巖孔之間間隙流入三通、排煤膠管、射流泵、輸煤管，最后流入沉淀池。隨著鉆桿的鉆進，反復沖洗，直到鉆桿推進到設計深度（鉆頭遇頂底板巖石），并且孔內無動力顯現，沖出清水，方可結束沖孔、拆除鉆具。水力沖孔工藝系統如圖4-38所示。

    1-鉆桿；2-套管；3-三通管；4-鉆機；5-閥門；6-高壓水管；7-壓力表；8-射流泵；9-排煤水管

    圖4-38    水力沖孔工藝流程示意圖