流固應力耦合作用下的軟煤鉆孔失穩(wěn)特征研究.pdf

1、流固耦合作用下的軟煤層鉆孔失穩(wěn)破壞原因目前尚無統(tǒng)一的定論。本文通過散體力學、流體力學與固體力學，借助Hoek-Brown強度理論準則，基于數(shù)值模擬及實驗研究，對軟煤鉆孔周圍失穩(wěn)破壞情況進行展開分析。
　　探討了煤層屬性對軟煤鉆孔坍塌壓力的影響，分析了在松軟煤層中，能形成穩(wěn)定鉆孔半徑的范圍；隨著摩擦角和粘聚力的不斷增大，鉆孔坍塌的可能性逐漸減小。
　　構(gòu)建了煤體中包含孔隙的煤粒和裂隙組成的雙重結(jié)構(gòu)體，建立煤體雙重孔隙鉆孔瓦斯雙

2、滲流數(shù)學模型；基于Hoek-Brown強度理論準則，引入煤體殘余抗壓強度，修正了耦合公式的不足；建立了流固耦合失穩(wěn)模型，通過定量GSI的值，運用多物理場軟件進行解算，得到如下結(jié)論：①煤體強度越小，瓦斯對其影響范圍越大，其產(chǎn)生的塑性區(qū)越大。②對于圓形鉆孔和橢圓形鉆孔，橢圓形鉆孔周圍卸壓松動范圍更大，而圓形鉆孔更容易產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象。③偏斜孔周圍有效塑性區(qū)隨著鉆孔的鉆進，鉆孔周圍不斷擴大，在鉆孔底部更容易破壞，而擴容現(xiàn)象更明顯。④煤體彈性模