煤體鉆孔損傷區(qū)半徑研究.pdf

1、鉆孔抽采瓦斯技術(shù)是防治煤層瓦斯災(zāi)害事故的最根本措施，也是解決煤礦安全生產(chǎn)事故的最直接有效的方法；但煤層鉆孔塌孔等問題卻又制約了瓦斯抽采效率，嚴(yán)重影響著煤礦的安全生產(chǎn)。因此研究煤體鉆孔損傷區(qū)半徑問題，找出煤體鉆孔損傷區(qū)半徑的不同影響因素，為解決煤層鉆孔抽采的塌孔問題提供理論依據(jù)，這對煤礦安全生產(chǎn)具有重大的理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文主要根據(jù)試驗(yàn)來研究煤體力學(xué)性質(zhì)與煤體堅(jiān)固性系數(shù)的關(guān)系，分析煤體兩種屬性之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。然后通過FLA

2、C模擬軟件，分別對不同條件下的煤體鉆孔損傷區(qū)問題進(jìn)行數(shù)值模擬研究，分析不同因素對其損傷區(qū)半徑的影響狀況。最后推導(dǎo)出煤體鉆孔損傷區(qū)半徑的理論解，結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果對其進(jìn)行對比分析，為預(yù)測煤體鉆孔損傷區(qū)半徑提供理論基礎(chǔ)。
　　研究結(jié)果表明：
　　1.不僅煤體力學(xué)性質(zhì)之間存在一定的關(guān)系，而且與煤體堅(jiān)固性系數(shù)之間也存在相關(guān)關(guān)系，煤體參數(shù)間可用函數(shù)關(guān)系來表示，且能實(shí)現(xiàn)不同煤體參數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換。
　　2.在不同的設(shè)定條件下，模型鉆孔

3、損傷區(qū)半徑的數(shù)值解，隨著煤體堅(jiān)固性系數(shù)的增大而減??；隨初始地應(yīng)力的增大而增大；在不同方向上隨著側(cè)壓系數(shù)的增大而發(fā)生不同變化。
　　3.在相同的設(shè)定條件下，隨著煤體堅(jiān)固性系數(shù)和初始地應(yīng)力的增大，鉆孔損傷區(qū)半徑的數(shù)值解和解析解相對吻合且近似呈線性關(guān)系，說明對此種條件下的煤體鉆孔損傷區(qū)半徑的理論預(yù)測是可行的；而隨著側(cè)壓系數(shù)的增大，鉆孔損傷區(qū)半徑的數(shù)值解和解析解在三個方向上，總的變化趨勢較為接近。
　　本文的研究將為煤體鉆孔損傷區(qū)半