采掘应力对顺层钻孔孔径影响及时空演化研究

"采掘应力作用下顺层钻孔孔径时空演化规律" 本文主要探讨了在采掘应力影响下，顺层瓦斯抽采钻孔孔径的时空变化规律，这对理解和改善煤矿瓦斯抽采效率具有重要意义。作者左伟芹、白亚鹏和刘明举基于黏弹塑性模型，研究了煤体内的塑性软化特性，并通过钻屑法分析了采掘应力的分布情况。 在研究中，他们建立了一个考虑煤的塑性软化的模型，该模型能够描述钻孔孔径的变化。通过对不同煤层（软煤层和硬煤层）进行对比分析，他们发现，当钻孔位于松软煤层时，由于采掘应力的作用，钻孔初期容易在应力集中区域形成塌孔。随着时间推移，这些塌孔区域会被压实，甚至在原始应力较低的区域也可能发生塌孔，这导致瓦斯抽采通道快速破坏，不利于维持长时间的高体积分数抽采。 相反，在硬煤层中进行顺层钻孔，虽然孔径会随时间稍微减小，但整体上仍能保持稳定状态，不会出现明显的塌孔现象。因此，硬煤层的钻孔可以确保较长时期的高效率瓦斯抽采，有利于提高抽采效果。 这项研究的结果强调了考虑采掘应力对具体煤层孔径影响的重要性。对于松软煤层，需要采取特殊措施以保护钻孔的稳定性，如采用更坚固的材料或优化钻孔设计，以避免塌孔问题。而对于硬煤层，可能需要关注如何维持钻孔的长期有效抽采能力，尽管其自然稳定性较好。 理解钻孔孔径的时空演化规律对于制定有效的瓦斯抽采策略至关重要，有助于减少安全事故，提高煤矿的安全性和经济效益。同时，这项研究也为未来进一步的数值模拟和现场试验提供了理论基础，推动了瓦斯抽采技术的进步。