• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
采动覆岩高抽巷钻孔围岩变形规律与失效特征研究
  • 21
  • 作者

    张靖宇 李竹 高瑞 吴文达

  • 单位

    太原理工大学矿业工程学院中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发国家重点实验室中国矿业大学矿业工程学院

  • 摘要
    高抽巷抽采煤层气的关键在于抽采钻孔的稳定性。综合理论分析和数值模拟得出钻孔围岩的受力情况,根据破坏判据F(ρ, φ)得出钻孔围岩的破坏条件及破坏范围,研究水平钻孔在开采过程中的受力变化和破坏形式,并以耗散能增长为指标,定量表征钻孔的破坏程度,研究揭示不同围压情况钻孔的稳定机制。结果表明:① 钻孔在两向压力的作用下,径向应力竖直方向较大,切向应力水平方向较大,随水平压力增大受力小的方向应力增大,当压力相等时径向应力和切向应力大小分布成圆形,钻孔切应力呈现蝴蝶结状分布随水平压力的增大而减小,当压力相等时钻孔切应力为0MPa;②钻孔在最大切应力的作用下发生破坏,在各围压条件下水平钻孔距离孔壁0.1m处整个孔周都发生了破坏,0.2m处在10MPa围压时破坏范围最大占孔周的67%,围压为12MPa及以上不发生破坏;③ 峰值前后耗散能的增长是衡量孔壁破坏程度的主要依据,耗散能与围压成正比,耗散能越多孔壁破坏的程度越大。
  • 关键词

    瓦斯高抽巷钻孔围岩应力破坏特征耗散能

  • 文章目录

    1 引言
    2. 抽采钻孔围岩内应力场及其失效特征
    2.1 力学模型的建立与解析
    2.2 内应力场分布规律
    2.3 破坏准则
    3. 水平钻孔不同围岩压力作用下内应力分布及破坏特征
    3.1最大切应力分布
    3.2 塑性区分布
    3.3 耗散能分布
    4. 钻孔围岩破坏特征窥视
    4.1 实验设备介绍
    4.2实验结果分析
    5.结论
  • 引用格式
    张靖宇,李竹,高瑞,等.采动覆岩高抽巷钻孔围岩变形规律与失效特征研究[J/OL].太原理工大学学报,1-11[2024-09-12].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1220.n.20240911.2014.004.html.
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