【摘要】：為了研究深部開采松軟煤層抽采鉆孔變形失穩(wěn)特性,基于有限元理論和統(tǒng)計(jì)損傷理論數(shù)值模擬了深部開采松軟煤層抽采鉆孔變形失穩(wěn)整個(gè)過程,分析了鉆孔周圍煤體應(yīng)力及形變分布、卸壓區(qū)演化和滲透特性。研究表明:鉆孔破壞形式為上方發(fā)生垮塌,形成垮塌區(qū);左右側(cè)發(fā)生破壞,形成破碎區(qū);鉆孔周圍煤體均向鉆孔移動(dòng),鉆孔附近煤體位移量較大,遠(yuǎn)處煤體位移量相對(duì)較小;鉆孔形狀由開始的圓形逐漸變成"類橄欖球形",然后鉆孔"類橄欖球形"斷面逐漸減小至坍塌。鉆孔失穩(wěn)過程中,鉆孔附近煤體滲透率逐漸增大,鉆孔周圍煤體滲透率變化量及變化范圍均不斷增加;周圍煤體滲透率分布均大致呈"V"字型變化規(guī)律,即煤體滲透率呈隨著距鉆孔距離的增加先減小后增加然后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。研究結(jié)果可以為我國(guó)煤礦深部開采松軟煤層瓦斯治理和煤層瓦斯抽采提供理論支撐,具有指導(dǎo)性意義。
[Abstract]:In order to study the deformation and instability characteristics of extraction borehole in deep mining soft coal seam, based on finite element theory and statistical damage theory, the whole process of borehole deformation instability in deep mining soft coal seam is simulated. The distribution of stress and deformation of coal around the borehole, the evolution of pressure relief zone and the permeability characteristics are analyzed. The results show that the failure of borehole is in the form of collapse in the upper part, failure in the left and right side, the coal body moves to the borehole, the displacement of the coal body near the borehole is larger, and the displacement of the coal body in the distance is relatively small. The shape of the borehole changes from the initial circle to the rugby shape, and then the section of the borehole reduces to collapse. During the process of borehole instability, the permeability of the coal body near the borehole increases gradually, the change amount and range of the permeability of the coal body around the borehole increase continuously, and the distribution of the permeability of the surrounding coal body is approximately the "V" shape change rule. That is, the coal permeability decreases first and then increases with the increase of the distance from the borehole to the borehole, and then tends to stable. The results can provide theoretical support for gas treatment and gas drainage of soft coal seam in deep coal mining in China, which is of guiding significance.
【作者單位】： 煤炭安全生產(chǎn)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心;河南省瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室—省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地;河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51174079) 教育部“長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(IRT1235) 河南省基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃(142300413233)
【分類號(hào)】：TD712.6

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本文編號(hào)：2137249