不同真三轴应力路径下钻孔煤体的力学特性及气体流动规律

为了研究钻孔煤体渐进破坏过程中的力学特性及气体流动规律,利用多功能真三轴流固耦合试验系统,开展真三轴钻孔煤体力学特性及气体流动规律试验,揭示不同真三轴应力路径下钻孔煤体的强度和破坏特征以及渗透率演化规律。试验结果表明:(1)不同钻孔方向煤体的强度存在差异,其中钻孔垂直层理面方向时强度最大,垂直端割理方向强度次之,垂直面割理方向强度最小;钻孔煤体在不同真三轴应力路径下的强度均符合线性Mogi-Coulomb强度准则和Nadai强度准则,但在原生割理影响显著时Nadai强度准则的拟合效果更好;(2)真三轴加载应力路径下钻孔煤体在垂直割理方向不同变形阶段的渗透率均显著小于真三轴加卸载应力路径下测得的渗透率;(3)在垂直层理面方向,钻孔周围产生的宏观裂隙主要为张拉裂隙;在垂直端割理方向,钻孔周围产生的宏观裂隙存在剪切、张拉2种类型;在垂直面割理方向,钻孔周围产生的宏观裂隙主要以剪切裂隙为主。此外,钻孔煤体在最大主应力加载,中间主应力和最小主应力同时卸载应力路径下的裂隙数目尤其是伴生裂隙数目明显增多。

顺层瓦斯抽采钻孔周围煤体卸压范围和应力分布

为了研究顺层瓦斯抽采钻孔周围煤体卸压范围和应力分布,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,理论分析了顺层钻孔煤体破坏机理,在钻孔周围形成了弹性变形区、塑性软化区和卸压破裂区以及分析了顺层钻孔煤体应力分布和位移方程;数值模拟了不同孔径下钻孔卸压范围和应力分布,得到了顺层钻孔卸压范围随孔径变化函数关系。

安泰煤矿高应力区冲击地压与瓦斯防治技术

分析了安泰煤矿冲击地压发生的主要原因,确定煤层大孔径钻孔卸压的施工方案。通过实施大孔径煤体钻孔卸压技术,采用仰角钻和煤层深孔爆破抽放法,该矿西二采区瓦斯冲击灾害中取得了较好的治理效果。