基于流固耦合动态模型的煤层钻孔成拱特性研究
韩颖1
张飞燕2
杨志龙3
董博文4
1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作454000;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作454000;深井岩层控制与瓦斯抽采国家安监局科技支撑平台,河南焦作4540002.河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000;河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作4540003.铜川市耀州区煤炭管理局,陕西铜川,7270314.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作,454000
摘要：为探讨煤层钻孔周围是否存在压力拱,构建了基于Hoek-Brown准则的含瓦斯煤流固耦合动态模型,并运用COMSOL软件进行解算,分析了钻孔施工前后孔周煤体主应力及应变能密度分布规律,研究了不同煤体结构煤层孔周煤体位移量及压力拱内边界、厚度的变化特征,并结合孔周煤体塑性区分布规律对煤层钻孔成拱特性进行了探讨.研究结果表明:煤层钻孔顶底部存在压力拱,其拱脚与拱座位于钻孔两侧;压力拱区域内孔周煤体水平位移量变化较为平缓;压力拱内边界及厚度可作为评判钻孔稳定性的指标,两者随地质强度指标GSI值的增大而逐渐减小,即煤体结构越完整、强度越高,压力拱范围越小;当GSI值非常大或非常小时,压力拱效应不明显,甚至趋于消失.
关键词：含瓦斯煤流固耦合模型煤层钻孔压力拱地质强度指标
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51404093)河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地开放基金(WS2012A09)河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地开放基金(WS2017B11)河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地开放基金(WS2017A01)河南省博士后科研项目(2017014)河南理工大学博士基金(B2008-15)河南理工大学博士基金(B2012-093)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 77-81 )
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