软硬复合煤层瓦斯抽采穿层钻孔变形塌孔特征规律研究

作     者：张栋 任朝朋 ZHANG Dong;REN Chaopeng

作者机构：煤炭工业规划设计研究院有限公司北京100120 

出 版 物：《煤炭工程》 (Coal Engineering)

年 卷 期：2024年第56卷第10期

页      码：201-207页

摘      要：为探究软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形规律,采用自主研发的“一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置”进行了现场监测,系统分析了硬煤、软煤、软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形情况,并采用COMSOL数值模拟手段对试验结果进行验证,结果表明:钻孔浅部竖直方向应变敏感程度滞后于水平方向,且呈交替性增大特征;钻孔应变衰减阶段前,存在一种短暂的伪平衡状态,其实质是煤体内部应力集聚,后突然释放而造成钻孔塌孔;在相同的外部载荷条件下,软弱界面将软硬复合煤层分割为两个相对独立的应力环境,煤层在软弱界面处发生介质突变和应力突变;硬煤层钻孔较软煤层钻孔的各部位变形小,二者均表现为浅部变形大、深部变形小,最终达到稳定环向应变,软硬复合煤层穿层孔在浅部变形与二者相近,穿层孔深部和软弱界面交叉截割形成应力集中区,应力集中区范围沿软弱界面和钻孔径向同时延伸并逐渐衰减,这种衰减呈不明显的非线性特征。

主 题 词：软硬复合煤层 瓦斯抽采钻孔 软弱界面 钻孔塌孔 数值模拟 

学科分类：0819[工学-海洋工程类] 081903[081903] 08[工学] 

D　O　I：10.11799/ce202410024

馆 藏 号：203144364...