大直径抽采钻孔套管护孔的强度优化与现场验证

本文主要探讨了大直径抽采钻孔在煤矿瓦斯抽采中的套管护孔技术，以同煤集团塔山矿三盘区首采面作为研究背景。针对大直径钻孔施工过程中遇到的塌孔、堵孔问题，作者采用理论分析、数值模拟以及现场验证的方法，对这一关键技术进行了深入研究。 首先，依据塑性理论，作者推导出了大直径钻孔套管在塑性区的应力场解析解，以及“套管-围岩系统”的极限强度表达式。这有助于理解和预测套管在承受工作面采动影响下的力学行为，确保其在高应力环境中保持稳定。 接着，借助FLAC3D软件，作者对比了安装套管护孔和未安装护孔两种情况下，大直径钻孔的应力分布特性。结果显示，有套管护孔可以显著降低应力集中，从而提高钻孔的稳定性，极限强度相比于无套管护孔可提升至3.47倍。这意味着套管护孔对于防止因应力集中导致的塌孔和堵孔现象具有重要作用。 然而，现有的套管护孔技术多源于石油开采领域的研究，而在煤矿井下开采环境下，由于地应力、瓦斯压力和煤层特性等因素的差异，这些研究可能并不完全适用。因此，文中强调了针对煤矿特定条件进行动态研究的重要性，以更准确地评估套管护孔的实际效果。 通过现场验证，作者进一步证实了理论分析和数值模拟的结果，证明了在实际开采过程中，大直径钻孔套管护孔技术的有效性和必要性。这对于优化煤矿开采安全，提高瓦斯抽采效率，减少事故风险具有重要的实践意义。 总结来说，本文通过对大直径抽采钻孔套管护孔技术的深入研究，为煤矿开采过程中的安全问题提供了科学的解决方案，对提升我国煤矿瓦斯治理水平具有重要的参考价值。