目前，钻孔设计及评价时，多将水力冲孔孔洞形态等效为圆柱体，并以此作为确定有效抽采半径的重要依据之一。而孔洞形态受多因素的共同作用，故将其等效为圆柱体的科学性有待商榷。采用煤岩散体重力、摩擦力、水作用力、地应力等因素，引入并联立Bergmark-Roos方程与PKN模型，建立了描述孔洞形态的BR-PKN方程，并采用MATLAB再现了孔洞形态；为验证其准确性，在现场利用YZD18.5测井仪进行数据采集及分析，展绘了孔洞断面；利用COMSOL对等效类椭球体孔洞与圆柱体孔洞进行了模拟。结果表明：MATLAB展绘的孔洞形态为三轴均不相同的类椭球体；绘制的孔洞形态与MATLAB中的基本一致；类椭球体孔洞与圆柱体孔洞相比抽采半径、解吸表面积、有效抽采体积依次为93%、80%、117%，为钻孔布置提供了依据。

国家自然科学基金青年科学基金资助项目（51804100）；2015年河南省科技攻关资助项目（152102310095）；

1 水力冲孔孔洞形态特征数值模型
1.1 水力冲孔孔洞形态方程
1.1.1 Bergmark-Roos和PKN模型的基本原理
1.1.2 BR-PKN模型孔洞形态特征方程
1.2 水力冲孔孔洞形态特征参数
1.2.1 水力冲孔孔洞长半轴和短半轴参数
1.2.2 水力冲孔孔洞体积
1.3 基于MATLAB的孔洞形态方程
2 水力冲孔孔洞形态特征现场验证
2.1 试验方法
2.2 数据处理
3 水力冲孔孔洞形态特征
3.1 试验数据
3.2 抽采半径对比
4 结语

刘晓,荆天祥,宣德全,胡世雄,李勇,徐森.水力冲孔孔洞形态特征及瓦斯抽采参数优化[J].煤矿安全,2023,54(04):22-28.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.04.004.