深部煤岩钻孔稳定性研究：数值模拟与成孔策略

"深部软岩层钻孔变形失稳数值模拟及成孔方法研究" 本文主要探讨了在深部软岩层中进行钻孔作业时遇到的钻孔变形失稳问题，以及如何通过数值模拟和理论计算来解决这一挑战。作者们采用大变形FLAC3D软件，对丁集矿-910米水平1412(1)工作面B11(C13)巷帮的钻孔岩石力学行为进行了深入研究。FLAC3D是一种广泛用于地质和工程领域的大变形非线性有限差分程序，适用于模拟复杂的地质结构和力学行为。 在数值模拟过程中，研究者关注了弹塑性状态下钻孔的二次应力分布、塑性区的演变规律以及钻孔径向位移的变化。二次应力是指由于钻孔开挖导致的周围岩石应力重新分布，这种应力可能会导致钻孔的不稳定。塑性区则是指岩石在承受过大应力后发生永久形变的区域，它的演化对钻孔稳定性至关重要。钻孔径向位移则反映了钻孔壁的移动，是判断钻孔是否失稳的重要指标。 通过分析，作者们揭示了影响钻孔稳定性的多种因素，可能包括岩石的物理性质（如强度、弹性模量和泊松比）、钻孔的几何参数（如直径、深度和角度）、钻进速度以及施工工艺等。针对这些因素，他们提出了科学合理的稳孔方法，旨在改善钻孔的成孔率，减少因岩石力学特性导致的钻孔失稳现象。 在丁集矿1412(1)工作面的试验区，这些理论和方法得到了实际应用。通过对围岩弱结构的控制，成功地减少了钻孔的失稳，从而提高了钻孔的完成质量。这项研究对于深部开采中的钻孔作业具有重要的指导意义，能够为类似条件下的钻孔设计和施工提供理论依据和技术支持。 关键词：钻孔变形失稳；数值分析；成孔方法 中图分类号：TD313．1 文献标识码：A 文章编号：1003－0506(2011)07－0013－04 该研究不仅深入探讨了深部软岩层钻孔的力学特性，还强调了数值模拟在解决复杂地质问题中的实用性，同时提供了针对钻孔稳定性的实际解决方案，对于提升煤炭行业的开采安全和效率具有显著价值。