為了防治桑樹坪煤礦松軟3^#煤層地應(yīng)力主導(dǎo)型突出災(zāi)害,提出了采用水力擴(kuò)孔卸壓增透技術(shù)進(jìn)行煤巷條帶區(qū)域防突的防治措施。采用理論分析、FLAC^3D數(shù)值模擬軟件獲得了擴(kuò)孔后煤體破壞形態(tài)、塑性區(qū)范圍及應(yīng)力分布規(guī)律,據(jù)此確定水力擴(kuò)孔合理布孔參數(shù)。并提出以殘余瓦斯含量、擴(kuò)出煤屑率作為防突效果的雙重評價指標(biāo),從而提出穿層鉆孔水力擴(kuò)孔卸壓防突技術(shù),并進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用。應(yīng)用表明:擴(kuò)孔后煤層卸壓增透及防突效果顯著,瓦斯流量衰減系數(shù)降低65%～74%,自然瓦斯涌出量提高2～3倍。殘余瓦斯含量的臨界值為8m³/t,煤層正常、異常區(qū)域擴(kuò)出煤屑率的臨界值分別為3%、5%,可實現(xiàn)煤巷安全高效掘進(jìn)。

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圖1不同破壞類型軟煤擴(kuò)孔后鉆孔內(nèi)部破壞形態(tài)

利用高壓水射流切割鉆孔煤壁，以擴(kuò)大鉆孔直徑，增加卸壓范圍，擴(kuò)孔后鉆孔孔壁破壞形態(tài)總體可分成兩類:(1)煤層破壞類型為Ⅲ、Ⅳ時，煤體具有一定抗破壞能力，表現(xiàn)為垮落堆積，在頂板區(qū)域形成漏斗狀空間，煤體暴露面積增加，煤壁集中應(yīng)力峰值向孔壁深處轉(zhuǎn)移，同時形成一定的塑性區(qū)，峰值亦相對降低，....

圖2擴(kuò)孔鉆孔周邊塑性破壞區(qū)大小及分布

模型長寬為20m×20m，分為三層:頂層為巖層高2.5m;中間層為煤層，高5.0m;底層為巖層，高2.5m。擴(kuò)孔鉆孔方向垂直于煤層，模擬煤層埋深為560m。按照煤體擴(kuò)出煤屑率3%估算，擴(kuò)孔鉆孔等效孔徑約為0.8m，具體煤巖體力學(xué)參數(shù)見表2，鉆孔周圍塑性破壞區(qū)域的分布形態(tài)如圖2所示....

圖3煤體最小主應(yīng)力分布云圖

圖2擴(kuò)孔鉆孔周邊塑性破壞區(qū)大小及分布由圖2可知，采用水力擴(kuò)孔措施后，鉆孔周邊塑性破壞區(qū)半徑約2.2m，終孔間距6m的情況下，兩孔中間尚未發(fā)生塑性破壞區(qū)域?qū)挾葍H1.6m。發(fā)生塑性破壞區(qū)域裂隙發(fā)育，滲透率增大，有利于瓦斯抽采。

圖4底板巷穿層水力擴(kuò)孔鉆孔布置示意圖

在4321運輸巷正下方約20m的底板中布置一條底板瓦斯抽采巷，每間隔50m布置一個鉆場�；谇笆隼碚摲治龊蛿�(shù)值模擬研究，在鉆場中施工終孔間距6m×6m三花布置上向穿層水力擴(kuò)孔鉆孔對煤巷條帶進(jìn)行卸壓和抽采，底板巷及穿層鉆孔布置方式如圖4所示。在試驗初期分別試驗對比了普通穿層鉆孔和穿....

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