煤炭工程

作者：张栋,任朝朋

单位：1. 煤炭工业规划设计研究院有限公司；2. 中国矿业大学（北京）资源学院；3. 中国矿业大学（北京）能源与矿业学院；4. 煤炭工业规划设计研究院；5. ；

关键词：软硬复合煤层,瓦斯抽采钻孔,软弱界面,钻孔塌孔,数值模拟,

为探究软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形规律，采用自主研发的“一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置”进行了现场监测，系统分析了硬煤、软煤、软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形情况，并采用COMSOL数值模拟手段对试验结果进行验证，结果表明：钻孔浅部竖直方向应变敏感程度滞后于水平方向，且呈交替性增大特征|钻孔应变衰减阶段前，存在一种短暂的伪平衡状态，其实质是煤体内部应力集聚，后突然释放而造成钻孔塌孔|在相同的外部载荷条件下，软弱界面将软硬复合煤层分割为两个相对独立的应力环境，煤层在软弱界面处发生介质突变和应力突变|硬煤层钻孔较软煤层钻孔的各部位变形小，二者均表现为浅部变形大、深部变形小，最终达到稳定环向应变，软硬复合煤层穿层孔在浅部变形与二者相近，穿层孔深部和软弱界面交叉截割形成应力集中区，应力集中区范围沿软弱界面和钻孔径向同时延伸并逐渐衰减，这种衰减呈不明显的非线性特征。

来源：2024年第10期

《煤炭工程》期刊编辑部

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