固氣耦合作用下瓦斯抽放鉆孔穩(wěn)定性研究.pdf

1、瓦斯抽采鉆孔難題已成為制約部分高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井安全高效開采的瓶頸，至今尚未有很好的解決方法。究其原因，在于煤層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，鉆孔破壞情況的不可觀測性。本文通過力學(xué)分析、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬的手段展開固氣耦合作用下瓦斯抽放鉆孔穩(wěn)定性研究。
　　基于斷裂損傷力學(xué)理論分析裂隙節(jié)理煤體的破壞損傷規(guī)律，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行含傾斜瓦斯抽放鉆孔煤的單軸壓縮破壞實(shí)驗(yàn)，最先發(fā)生破壞的部位為鉆孔水平邊界處，在這里出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，隨著鉆孔仰角的增大，

2、鉆孔煤樣的單軸抗壓強(qiáng)度有增大趨勢，說明隨著鉆孔仰角的不斷增大鉆孔煤趨于更加穩(wěn)定，不易發(fā)生破壞。進(jìn)行含水平瓦斯抽放鉆孔原煤的單軸壓縮破壞實(shí)驗(yàn)，鉆孔周圍存在不同形式的裂隙，鉆孔的破壞過程與破壞形態(tài)也不相同，以此為依據(jù)將裂隙鉆孔分為六種類型。進(jìn)行鉆孔煤體的數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，隨著鉆孔仰角的增大鉆孔趨于更加穩(wěn)定。
　　基于巖石力學(xué)、流體力學(xué)理論，建立了含瓦斯煤流固耦合模型，運(yùn)用COMSOL Multiphysics軟件進(jìn)行數(shù)