【摘要】：針對鉆孔內(nèi)水射流切槽誘發(fā)煤體失穩(wěn)噴出問題,探討了在水射流破煤與瓦斯壓力作用下的煤體切槽誘導(dǎo)失穩(wěn)噴出機(jī)制,并推導(dǎo)了誘導(dǎo)失穩(wěn)發(fā)生的判據(jù)公式�；诠艥h山礦10631運(yùn)輸巷二1煤層,采用ANSYS軟件數(shù)值模擬分析了切槽煤體應(yīng)力分布及演化特征;并基于裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)分析了水射流沖擊煤巖斷裂特性;最后,進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)與應(yīng)用。數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果表明:圍壓條件下,切槽煤體周圍會形成應(yīng)力顯著變化區(qū),且隨切槽深度的增加而擴(kuò)大和增強(qiáng);大直徑水射流沖擊破斷煤巖分為初期響應(yīng)、穩(wěn)定破壞和斷裂突變3個階段,煤巖破裂具有瞬時性。現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用表明,水射流切槽會誘發(fā)煤體失穩(wěn)移動,失穩(wěn)噴出現(xiàn)象與理論分析較吻合,切槽誘導(dǎo)失穩(wěn)鉆孔的累計(jì)和瞬時瓦斯排放量是常規(guī)鉆孔的3~4倍,有利于提高鉆孔瓦斯抽采能力和防治礦井煤與瓦斯突出。
[Abstract]:Aiming at the problem of coal body instability ejection induced by water jet cutting in borehole, the mechanism of induced instability ejection under the action of water jet breaking coal and gas pressure is discussed, and the criterion formula of induced instability is deduced. Based on No. 1 coal seam of No. 10631 transport lane in Guhanshan Coal Mine, the stress distribution and evolution characteristics of tangent coal body are simulated by ANSYS software, and the fracture characteristics of water jet impinging coal and rock are analyzed based on crack propagation test. Field test and application were carried out. The results of numerical simulation and laboratory tests show that under confining pressure, the stress around the tangent coal body changes significantly, which expands and strengthens with the increase of the tangent depth, and the large diameter water jet impinges the broken coal rock into initial response. The coal and rock fractures are transient in three stages of stable failure and fault mutation. The field test results show that water jet slotting can induce unstable movement of coal body, and the phenomenon of instability ejection is in good agreement with theoretical analysis. The accumulative and instantaneous gas discharge of slot induced unstable borehole is 3 ~ 4 times of that of conventional borehole. It is propitious to improve the gas drainage ability of borehole and prevent coal and gas outburst.
【作者單位】： 煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司安全分院;煤炭資源高效開采和潔凈利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院;
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)資助項(xiàng)目(2011CB201206) 國家油氣重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2011ZX05040-001,2011ZX05063-009)
【分類號】：TD712

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本文編號：2159471