CN110617044A - 一种超高压水射流割缝系统及其使用方法 - Google Patents

一种超高压水射流割缝系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

发明提供一种超高压水射流割缝系统及其使用方法。该系统包括超高压水射流发生系统、钻杆钻具系统、孔口密封器、气渣分离器和钻机。钻机夹持钻杆，带动钻杆旋转并钻入煤岩层中。所述钻头在钻杆的旋转带动下自轴旋转。纳米流体通过超高压水泵和水辫进入钻杆的内腔或通道Ⅰ。所述纳米流体经过内腔送入钻头或经过通道Ⅰ送入通道Ⅱ。所述径向喷嘴形成高压水射流对前方煤体进行冲击。所述轴向喷嘴形成高压水射流对四周煤体进行冲击。煤体经受高压水冲击而破碎或者由钻头研磨破碎。纳米流体经过通道Ⅱ冲击润湿煤屑。该系统能够显著提高煤岩屑的流动性，并为其顺畅排出提供动力，破解因排渣不畅引起的喷孔、堵孔、卡钻等严重影响作业安全的难题。

Description

一种超高压水射流割缝系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及煤矿井下复合动力灾害防治技术领域，特别涉及超高压水射流割缝系统。
背景技术
研究表明，我国的能源需求增长量仍要以煤炭增产为主，而随着煤炭开采深度的急剧增长，地应力显著增大，煤岩层渗透率显著降低，瓦斯难以抽采，煤与瓦斯突出、冲击地压及复合动力灾害也日益严重。增透是深部低渗煤层瓦斯高效抽采和煤岩动力灾害防控的关键，而超前卸压是防治冲击地压的有效手段。水力割缝无磨损、无火花、无尘、能量集中、可定向控制切割等独特的优点使其在煤矿井下瓦斯强化抽采和复合动力灾害防控方面具有巨大的优势。但是，水力割缝仍然存在割缝压力较低，中硬煤岩缝槽深度有限等问题，提高射流压力是一种直接而有效的解决方法，即采用超高压水射流割缝。目前，关于超高压水射流割缝中排渣不顺畅的难题仍没有有效的装置和方法。
因此，亟需发明一种能够顺畅排渣的超高压水射流割缝瓦斯高效抽采系统及其方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高压水射流割缝系统及其使用方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种超高压水射流割缝系统，包括超高压水射流发生系统、钻杆钻具系统、孔口密封器、气渣分离器和钻机。
所述超高压水射流发生系统包括超高压水泵和纳米流体储罐。所述超高压水泵和纳米流体储罐之间的高压管路上设置有控制阀Ⅰ。
所述钻杆钻具系统包括钻杆、钻头和水辫。所述钻杆整体为中空圆管。所述钻杆的管壁上对称设置有两个通道Ⅰ。所述通道Ⅰ贯通钻杆长度方向的两端。在钻杆中部位置处的外壁上设置有若干通道Ⅱ。所述通道Ⅰ和通道Ⅱ连通。所述通道Ⅱ倾斜于钻杆的轴线向后开设。所述通道Ⅰ的尾端设置有内螺纹。螺杆上设置有与通道Ⅰ内螺纹相匹配的外螺纹。所述螺杆旋入通道Ⅰ中，将通道Ⅰ封堵。
所述钻头上设有供高压水射出的径向喷嘴和轴向喷嘴。所述径向喷嘴设置在钻头前端。所述轴向喷嘴设置在钻头的侧壁。所述钻头安装在钻杆的首端。所述钻头的内腔与钻杆的内腔连通。所述水辫的输入端与超高压水泵通过高压管路连接，输出端与钻杆的尾端连接。
所述孔口密封器为管状体。所述孔口密封器的前端开口，并固定在钻孔孔口孔壁上，后端与气渣分离器连接。所述钻杆从孔口密封器的后端伸入钻孔中。所述气渣分离器与瓦斯抽采管道相连。所述瓦斯抽采管道安装有控制阀Ⅱ。
工作时，钻机夹持钻杆，带动钻杆旋转并钻入煤岩层中。所述钻头在钻杆的旋转带动下自轴旋转。纳米流体通过超高压水泵和水辫进入钻杆的内腔或通道Ⅰ。所述纳米流体经过内腔送入钻头或经过通道Ⅰ送入通道Ⅱ。所述径向喷嘴形成径向水射流对前方煤岩体进行冲击。所述轴向喷嘴形成横向水射流对四周煤岩体进行冲击。煤岩体经受水射流冲击而破碎或者由钻头研磨破碎。所述通道Ⅱ形成水射流冲击煤岩屑，纳米颗粒粘附在煤岩屑表面。纳米流体携带煤岩渣返出至气渣分离器。
进一步，所述通道Ⅱ的轴线与钻杆的轴线之间的夹角为10～30 度。
进一步，所述纳米流体是纳米粒子分散至水中形成的两相悬浮液。纳米粒子的质量分数为0.1～1％。纳米粒子的粒径为20～80nm。
进一步，所述水辫包括中空旋转轴、高压密封圈和外部壳体。所述旋转轴设置在外部壳体中。所述旋转轴一端与钻杆的杆身相连接，另一端通过高压管路与超高压水泵连接。所述旋转轴的内部空腔与钻杆的内腔以及通道Ⅰ相通。所述旋转轴与钻杆连接处通过高压密封圈进行密封。
本发明还公开一种关于上述系统的使用方法，包括以下步骤：
1)根据穿层瓦斯抽采钻孔设计要求，确定钻孔位置和钻孔参数。
2)开启控制阀Ⅰ、控制阀Ⅱ和钻机。钻杆带动钻头沿设计的钻孔角度在煤岩层中钻进一段距离。
3)开启水射流发生设备，并将水压升高至40～50MPa。2min后实施钻孔钻进。在钻头磨削钻进和含有纳米颗粒的水射流旋转切割的组合作用下，钻杆带动钻头钻进并扩孔。纳米颗粒粘附在高压水冲击形成的煤岩屑表面随煤岩屑进入气渣分离器。
4)待钻孔钻进至距煤层顶板预定距离时，停止钻进。关闭水射流发生系统。旋开螺杆。
5)退钻1m。开启水射流发生设备，并将水压升高至100MPa。2min 后转动钻杆。超高压水一方面冲击煤层形成缝槽，一方面通过通道Ⅰ和通道Ⅱ冲击煤屑。粘附有纳米颗粒的煤屑在超高水射流的冲击作用下顺畅排入气渣分离器。转动钻杆40～50min后，关闭水射流发生设备。
6)重复步骤5)，直至所有煤段均完成割缝作业。
7)退出钻杆，封孔，进行瓦斯抽采。
本发明还公开一种关于上述系统的使用方法，包括以下步骤：
1)根据顺层瓦斯抽采钻孔设计要求，确定钻孔位置和钻孔参数。
2)开启控制阀Ⅰ、控制阀Ⅱ和钻机。钻杆带动钻头沿设计的钻孔角度在煤层中钻进一段距离。
3)开启水射流发生设备，并将水压升高至40～50MPa。2min后实施钻孔钻进。在钻头磨削钻进和含有纳米颗粒的水射流旋转切割的组合作用下，钻杆带动钻头钻进并扩孔。纳米颗粒粘附在高压水冲击形成的煤屑表面随煤屑进入气渣分离器。
4)待钻孔钻进至距煤层顶板预定距离时，停止钻进。关闭水射流发生系统。旋开螺杆。
5)退钻1m。开启水射流发生设备，并将水压升高至100MPa。2min 后转动钻杆。超高压水一方面冲击煤层形成缝槽，一方面通过通道Ⅰ和通道Ⅱ冲击煤屑。粘附有纳米颗粒的煤屑在超高水射流的冲击作用下顺畅排入气渣分离器。转动钻杆40～50min后，关闭水射流发生设备。
6)重复步骤5)，待割缝至距煤壁10～20m时，将钻杆以0.1m/min 的速度向孔口方向拉出。
7)封孔，进行瓦斯抽采。
本发明还公开一种关于上述系统的使用方法，包括以下步骤：
1)开启控制阀Ⅰ、控制阀Ⅱ和钻机。在采掘空间内向基本顶板施工钻孔。钻杆带动钻头沿设计的钻孔角度在岩层中钻进一段距离。
3)开启水射流发生设备，并将水压升高至40～50MPa。2min后实施钻孔钻进。在钻头磨削钻进和含有纳米颗粒的水射流旋转切割的组合作用下，钻杆带动钻头钻进并扩孔。纳米颗粒粘附在高压水冲击形成的岩屑表面随岩屑进入气渣分离器。
4)待钻孔钻进至基本顶厚度的2/3时，停止钻进。关闭水射流发生系统。旋开螺杆。
5)退钻1m。开启水射流发生设备，并将水压升高至100MPa。2min 后转动钻杆。超高压水一方面冲击岩层形成缝槽，一方面通过通道Ⅰ和通道Ⅱ冲击岩屑。粘附有纳米颗粒的岩屑在水射流的冲击作用下顺畅排入气渣分离器。转动钻杆40～50min后，关闭水射流发生设备。
6)重复步骤5)对采掘空间上方的基本顶板进行弱化，直至整个岩层均完成割缝作业。
本发明还公开一种关于上述系统的使用方法，将超高压水射流割缝系统用于防治复合动力灾害。使用超高压水射流割缝系统对煤层实施旋转割缝和平拉割缝，同时对工作面后方的悬顶实施旋转割缝。
本发明的技术效果是毋庸置疑的：
A.在煤体钻进过程中利用亲水性纳米流体将钻头前部的煤岩体与破碎的岩块润湿，增大煤岩体的流动性，同时通过钻杆的优化设计，形成向孔口方向的水射流，为煤岩屑的排出提供动力，从而保证钻进和割缝过程中排渣顺畅，破解因排渣不畅引起的喷孔、堵孔、卡钻等严重影响作业安全的难题；
B.启动超高压水射流2min后，再进行钻进和旋转割缝有利于充分利用超高压水射流冲击形成的水锤压力破碎岩体和中硬煤体；
C.既可用于煤岩层瓦斯强化抽采，又可用于煤岩复合动力灾害的防治，具有广泛的应用范围和显著的应用效果。
附图说明
图1为割缝系统结构示意图。
图中：超高压水泵1、控制阀Ⅰ2、纳米流体储罐3、钻杆4、通道Ⅰ401、通道Ⅱ402、钻头5、径向喷嘴501、轴向喷嘴502、孔口密封器7、水辫8、螺杆11、控制阀Ⅱ12、瓦斯抽采管道13、气渣分离器14、煤岩层15、钻机16。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
参见图1，本实施例公开一种超高压水射流割缝系统，包括超高压水射流发生系统、钻杆钻具系统、孔口密封器7、气渣分离器14 和钻机16。
所述超高压水射流发生系统包括超高压水泵1和纳米流体储罐 3。所述超高压水泵1和纳米流体储罐3之间的高压管路上设置有控制阀Ⅰ2。所述纳米流体是纳米粒子分散至水中形成的两相悬浮液。纳米粒子的质量分数为0.1～1％。纳米粒子的粒径为20～80nm。纳米流体润湿性提高煤岩屑的流动性。
所述钻杆钻具系统包括钻杆4、钻头5和水辫8。所述钻杆4 整体为中空圆管。所述钻杆4的管壁上对称设置有两个通道Ⅰ401。所述通道Ⅰ401贯通钻杆4长度方向的两端。在钻杆4中部位置处的外壁上设置有若干通道Ⅱ402。所述通道Ⅰ401和通道Ⅱ402连通。所述通道Ⅱ402倾斜于钻杆4的轴线向后开设。所述通道Ⅱ402的轴线与钻杆4的轴线之间的夹角为10～30度。所述通道Ⅰ401的尾端设置有内螺纹。螺杆11上设置有与通道Ⅰ401内螺纹相匹配的外螺纹。所述螺杆11旋入通道Ⅰ401中，将通道Ⅰ401封堵。
所述钻头5上设有供高压水射出的径向喷嘴501和轴向喷嘴 502。所述径向喷嘴501设置在钻头5前端。所述轴向喷嘴502设置在钻头5的侧壁。所述钻头5安装在钻杆4的首端。所述钻头5的内腔与钻杆4的内腔连通。所述水辫8的输入端与超高压水泵1通过高压管路连接，输出端与钻杆4的尾端连接。所述水辫8包括中空旋转轴、高压密封圈和外部壳体。所述旋转轴设置在外部壳体中。所述旋转轴一端与钻杆4的杆身相连接，另一端通过高压管路与超高压水泵1连接。所述旋转轴的内部空腔与钻杆4的内腔以及通道Ⅰ401相通。所述旋转轴与钻杆4连接处通过高压密封圈进行密封。
所述孔口密封器7为管状体。所述孔口密封器7的前端开口，并固定在钻孔孔口孔壁上，后端与气渣分离器14连接。所述钻杆4 从孔口密封器7的后端伸入钻孔中。所述气渣分离器14与瓦斯抽采管道13相连。所述瓦斯抽采管道13安装有控制阀Ⅱ12。
工作时，钻机16夹持钻杆4，带动钻杆4旋转并钻入煤岩层15 中。所述钻头5在钻杆4的旋转带动下自轴旋转。纳米流体通过超高压水泵1和水辫8进入钻杆4的内腔或通道Ⅰ401。所述纳米流体经过内腔送入钻头5或经过通道Ⅰ401送入通道Ⅱ402。所述径向喷嘴501形成高压水射流对前方煤岩体进行冲击。所述轴向喷嘴502 形成高压水射流对四周煤岩体进行冲击。煤岩体经受高压水冲击而破碎或者由钻头5研磨破碎。所述通道Ⅱ402形成高压水射流冲击煤岩屑，纳米颗粒粘附在煤岩屑表面。纳米流体携带煤岩渣返出至气渣分离器14。
实施例2：
本实施例公开一种实施例1所述系统用于穿层钻孔的使用方法，采用旋转割缝方式，包括以下步骤：
1)根据穿层瓦斯抽采钻孔设计要求，确定钻孔位置和钻孔参数。
2)开启控制阀Ⅰ2、控制阀Ⅱ12和钻机16。钻杆4带动钻头5 沿设计的钻孔角度在煤岩层15中钻进1～1.5m。
3)开启水射流发生设备，并将水压升高至40～50MPa。2min后实施钻孔钻进，以充分利用水锤压力的作用破碎煤体。所述径向喷嘴501形成高压水射流对前方煤岩体进行冲击，形成圆柱状弱面。所述轴向喷嘴502形成高压水射流对四周煤岩体进行冲击，扩大钻孔直径。在钻头5磨削钻进和含有纳米颗粒的水射流旋转切割的组合作用下，钻杆4带动钻头5钻进并扩孔。纳米颗粒粘附在高压水冲击形成的煤岩屑表面随煤岩屑进入气渣分离器14。
4)待钻孔钻进至距煤层顶板预定距离时，停止钻进。关闭水射流发生系统。旋开螺杆11。
5)退钻1m。开启水射流发生设备，并将水压升高至100MPa。2min 后转动钻杆4。超高压水一方面冲击煤层形成缝槽，一方面通过通道Ⅰ401和通道Ⅱ402冲击煤屑。粘附有纳米颗粒的煤屑在水射流的冲击作用下顺畅排入气渣分离器14。转动钻杆40～50min后，关闭水射流发生设备。
6)重复步骤5)，直至所有煤段均完成割缝作业。
7)退出钻杆4，封孔，进行瓦斯抽采。
实施例3：
本实施例公开一种实施例1所述系统用于顺层钻孔的使用方法，采用旋转割缝和平拉割缝的方式，包括以下步骤：
1)根据顺层瓦斯抽采钻孔设计要求，确定钻孔位置和钻孔参数。
2)开启控制阀Ⅰ2、控制阀Ⅱ12和钻机16。钻杆4带动钻头5 沿设计的钻孔角度在煤层中钻进一段距离。
3)开启水射流发生设备，并将水压升高至40～50MPa。2min后实施钻孔钻进。在钻头5磨削钻进和含有纳米颗粒的水射流旋转切割的组合作用下，钻杆4带动钻头5钻进并扩孔。纳米颗粒粘附在高压水冲击形成的煤屑表面随煤屑进入气渣分离器14。关闭水射流发生设备，旋开螺杆11。
5)退钻1m。开启水射流发生设备，并将水压升高至100MPa。2min 后转动钻杆4。超高压水一方面冲击煤层形成缝槽，一方面通过通道Ⅰ401和通道Ⅱ402冲击煤屑。粘附有纳米颗粒的煤屑在超高水射流的冲击作用下顺畅排入气渣分离器14。转动钻杆40～50min后，关闭水射流发生设备。
6)重复步骤5)，待割缝至距煤壁10～20m时，将钻杆4以 0.1m/min的速度向孔口方向拉出。
7)封孔，进行瓦斯抽采。
实施例4：
本实施例公开一种实施例1所述系统用于弱化煤层顶板防治冲击地压的使用方法，采用旋转割缝的方式，包括以下步骤：
1)开启控制阀Ⅰ2、控制阀Ⅱ12和钻机16。在采掘空间内向基本顶板施工钻孔。钻杆4带动钻头5沿设计的钻孔角度在岩层中钻进一段距离。
3)开启水射流发生设备，并将水压升高至40～50MPa。2min后实施钻孔钻进。在钻头5磨削钻进和含有纳米颗粒的水射流旋转切割的组合作用下，钻杆4带动钻头5钻进并扩孔。纳米颗粒粘附在高压水冲击形成的岩屑表面随岩屑进入气渣分离器14。
4)待钻孔钻进至基本顶厚度的2/3时，停止钻进。关闭水射流发生系统。旋开螺杆11。
5)退钻1m。开启水射流发生设备，并将水压升高至100MPa。2min 后转动钻杆。超高压水一方面冲击岩层形成缝槽，一方面通过通道Ⅰ401和通道Ⅱ402冲击岩屑。粘附有纳米颗粒的岩屑在水射流的冲击作用下顺畅排入气渣分离器14。转动钻杆40～50min后，关闭水射流发生设备。
6)重复步骤5)对采掘空间上方的基本顶板进行弱化，直至整个岩层均完成割缝作业。
实施例5：
本实施例公开一种实施例1所述系统用于用于防治复合动力灾害的使用方法，使用超高压水射流割缝系统对煤层实施旋转割缝和平拉割缝，同时对工作面后方的悬顶实施旋转割缝。在本实施例中，煤层顺层钻孔采用旋转割缝和平拉割缝的方式，同时采掘空间岩层采用旋转割缝方式。

Claims (8)

1.一种超高压水射流割缝系统，其特征在于：包括超高压水射流发生系统、钻杆钻具系统、孔口密封器(7)、气渣分离器(14)和钻机(16)；
所述超高压水射流发生系统包括超高压水泵(1)和纳米流体储罐(3)；所述超高压水泵(1)和纳米流体储罐(3)之间的高压管路上设置有控制阀Ⅰ(2)；
所述钻杆钻具系统包括钻杆(4)、钻头(5)和水辫(8)；所述钻杆(4)整体为中空圆管；所述钻杆(4)的管壁上对称设置有两个通道Ⅰ(401)；所述通道Ⅰ(401)贯通钻杆(4)长度方向的两端；在钻杆(4)中部位置处的外壁上设置有若干通道Ⅱ(402)；所述通道Ⅰ(401)和通道Ⅱ(402)连通；所述通道Ⅱ(402)倾斜于钻杆(4)的轴线向后开设；所述通道Ⅰ(401)的尾端设置有内螺纹；螺杆(11)上设置有与通道Ⅰ(401)内螺纹相匹配的外螺纹；所述螺杆(11)旋入通道Ⅰ(401)中，将通道Ⅰ(401)封堵；
所述钻头(5)上设有供高压水射出的径向喷嘴(501)和轴向喷嘴(502)；所述径向喷嘴(501)设置在钻头(5)前端；所述轴向喷嘴(502)设置在钻头(5)的侧壁；所述钻头(5)安装在钻杆(4)的首端；所述钻头(5)的内腔与钻杆(4)的内腔连通；所述水辫(8)的输入端与超高压水泵(1)通过高压管路连接，输出端与钻杆(4)的尾端连接；
所述孔口密封器(7)为管状体；所述孔口密封器(7)的前端开口，并固定在钻孔孔口孔壁上，后端与气渣分离器(14)连接；所述钻杆(4)从孔口密封器(7)的后端伸入钻孔中；所述气渣分离器(14)与瓦斯抽采管道(13)相连；所述瓦斯抽采管道(13)安装有控制阀Ⅱ(12)；
工作时，钻机(16)夹持钻杆(4)，带动钻杆(4)旋转并钻入煤岩层(15)中；所述钻头(5)在钻杆(4)的旋转带动下自轴旋转；纳米流体通过超高压水泵(1)和水辫(8)进入钻杆(4)的内腔或通道Ⅰ(401)；所述纳米流体经过内腔送入钻头(5)或经过通道Ⅰ(401)送入通道Ⅱ(402)；所述径向喷嘴(501)形成径向水射流对前方煤岩体进行冲击；所述轴向喷嘴(502)形成横向水射流对四周煤岩体进行冲击；煤岩体经受水射流冲击而破碎或者由钻头(5)研磨破碎；所述通道Ⅱ(402)形成水射流冲击煤岩屑，纳米颗粒粘附在煤岩屑表面；纳米流体携带煤岩渣返出至气渣分离器(14)。
2.根据权利要求1所述的一种超高压水射流割缝系统，其特征在于：所述通道Ⅱ(402)的轴线与钻杆(4)的轴线之间的夹角为10～30度。
3.根据权利要求1所述的一种超高压水射流割缝系统，其特征在于：所述纳米流体是纳米粒子分散至水中形成的两相悬浮液；纳米粒子的质量分数为0.1～1％；纳米粒子的粒径为20～80nm。
4.根据权利要求1所述的一种超高压水射流割缝系统，其特征在于：所述水辫(8)包括中空旋转轴、高压密封圈和外部壳体；所述旋转轴设置在外部壳体中；所述旋转轴一端与钻杆(4)的杆身相连接，另一端通过高压管路与超高压水泵(1)连接；所述旋转轴的内部空腔与钻杆(4)的内腔以及通道Ⅰ(401)相通；所述旋转轴与钻杆(4)连接处通过高压密封圈进行密封。
5.一种关于权利要求1所述系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据穿层瓦斯抽采钻孔设计要求，确定钻孔位置和钻孔参数；
2)开启控制阀Ⅰ(2)、控制阀Ⅱ(12)和钻机(16)；钻杆(4)带动钻头(5)沿设计的钻孔角度在煤岩层(15)中钻进一段距离；
3)开启水射流发生设备，并将水压升高至40～50MPa；2min后实施钻孔钻进；在钻头(5)磨削钻进和含有纳米颗粒的水射流旋转切割的组合作用下，钻杆(4)带动钻头(5)钻进并扩孔；纳米颗粒粘附在高压水冲击形成的煤岩屑表面随煤岩屑进入气渣分离器(14)；
4)待钻孔钻进至距煤层顶板预定距离时，停止钻进；关闭水射流发生系统；旋开螺杆(11)；
5)退钻1m；开启水射流发生设备，并将水压升高至100MPa；2min后转动钻杆(4)；超高压水一方面冲击煤层形成缝槽，一方面通过通道Ⅰ(401)和通道Ⅱ(402)冲击煤屑；粘附有纳米颗粒的煤屑在超高水射流的冲击作用下顺畅排入气渣分离器(14)；转动钻杆40～50min后，关闭水射流发生设备；
6)重复步骤5)，直至所有煤段均完成割缝作业；
7)退出钻杆(4)，封孔，进行瓦斯抽采。
6.一种关于权利要求1所述系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据顺层瓦斯抽采钻孔设计要求，确定钻孔位置和钻孔参数；
2)开启控制阀Ⅰ(2)、控制阀Ⅱ(12)和钻机(16)；钻杆(4)带动钻头(5)沿设计的钻孔角度在煤层中钻进一段距离；
3)开启水射流发生设备，并将水压升高至40～50MPa；2min后实施钻孔钻进；在钻头(5)磨削钻进和含有纳米颗粒的水射流旋转切割的组合作用下，钻杆(4)带动钻头(5)钻进并扩孔；纳米颗粒粘附在高压水冲击形成的煤屑表面随煤屑进入气渣分离器(14)；
4)待钻孔钻进至距煤层顶板预定距离时，停止钻进；关闭水射流发生系统；旋开螺杆(11)；
5)退钻1m；开启水射流发生设备，并将水压升高至100MPa；2min后转动钻杆(4)；超高压水一方面冲击煤层形成缝槽，一方面通过通道Ⅰ(401)和通道Ⅱ(402)冲击煤屑；粘附有纳米颗粒的煤屑在超高水射流的冲击作用下顺畅排入气渣分离器(14)；转动钻杆40～50min后，关闭水射流发生设备；
6)重复步骤5)，待割缝至距煤壁10～20m时，将钻杆(4)以0.1m/min的速度向孔口方向拉出；
7)封孔，进行瓦斯抽采。
7.一种关于权利要求1所述系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)开启控制阀Ⅰ(2)、控制阀Ⅱ(12)和钻机(16)；在采掘空间内向基本顶板施工钻孔；钻杆(4)带动钻头(5)沿设计的钻孔角度在岩层中钻进一段距离；
3)开启水射流发生设备，并将水压升高至40～50MPa；2min后实施钻孔钻进；在钻头(5)磨削钻进和含有纳米颗粒的水射流旋转切割的组合作用下，钻杆(4)带动钻头(5)钻进并扩孔；纳米颗粒粘附在高压水冲击形成的岩屑表面随岩屑进入气渣分离器(14)；
4)待钻孔钻进至基本顶厚度的2/3时，停止钻进；关闭水射流发生系统；旋开螺杆(11)；
5)退钻1m；开启水射流发生设备，并将水压升高至100MPa；2min后转动钻杆；超高压水一方面冲击岩层形成缝槽，一方面通过通道Ⅰ(401)和通道Ⅱ(402)冲击岩屑；粘附有纳米颗粒的岩屑在水射流的冲击作用下顺畅排入气渣分离器(14)；转动钻杆40～50min后，关闭水射流发生设备；
6)重复步骤5)对采掘空间上方的基本顶板进行弱化，直至整个岩层均完成割缝作业。
8.一种关于权利要求1所述系统的使用方法，其特征在于：将超高压水射流割缝系统用于防治复合动力灾害；使用超高压水射流割缝系统对煤层实施旋转割缝和平拉割缝，同时对工作面后方的悬顶实施旋转割缝。
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