煤层钻孔孔壁稳定性分析

为深入探讨高瓦斯松软煤层、软硬复合煤层和突出煤层钻孔孔壁失稳问题,从而为钻孔成孔工艺提供参考与借鉴、提高部分高瓦斯和突出矿井的瓦斯治理效果,分析钻孔所处应力环境、煤体结构、孔隙压力、钻进速度等因素对孔壁稳定性影响。基于H-B准则、地质强度指标(GSI)与岩石断裂力学理论,建立Ⅰ类煤层钻孔孔壁失稳的力学判据,探讨Ⅱ-Ⅳ类煤层钻孔孔壁失稳的力学条件,并分析钻孔周围"三带(区)"内孔壁稳定性。研究表明:H-B准则可作为破坏准则来判定Ⅰ类煤层钻孔孔壁是否发生失稳破坏;而Ⅱ-Ⅳ类煤层钻孔孔壁需同时满足3个条件,即煤体发生强度破坏、裂纹在应力作用下逐步扩展和裂纹在瓦斯压力作用下继续扩展直至相互贯通,才会发生失稳破坏;此外,卸压带易垮孔,峰后应力集中带易喷孔、顶钻,峰前应力集中带的孔壁失稳破坏的概率较低。

基于流固耦合动态模型的煤层钻孔成拱特性研究

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。

双龙煤矿紧急避险系统方案分析

结合陕西双龙煤业开发有限责任公司双龙煤矿的井田概况、开拓现状和相关文件规定,通过对井下各个系统、矿井安全风险、井下工作人员数量和分布情况的分析,制定出了符合双龙煤矿紧急避险需求的建设方案。

焦坪矿区玉华煤矿顶板离层水害治理研究

通过对焦坪矿区玉华煤矿顶板离层突水机理研究,在井下1418工作面钻探确定离层水发育位置,并对离层水进行疏放,达到治理顶板离层水的目的,以保证矿井安全生产。

基于Comsol的瓦斯抽放半径研究

煤层钻孔抽放瓦斯在煤与瓦斯突出矿井工作面的消突中起到非常重要作用,煤层钻孔有效抽放半径在抽放设计中是至关重要的设计参数,本文基于有限元软件Comsol对煤层钻孔周围的应力场和瓦斯压力分布进行了模拟计算,在此基础上分析了煤层钻孔的有效抽放半径,研究表明抽采负压对瓦斯抽放半径的影响很小,可为煤层钻孔抽放瓦斯提供借鉴。

煤矿水文地质条件分析与分类

通过分析矿井水文地质条件,对照《煤矿防治水规定》,评价了矿井受采掘破坏或者影响的含水层、水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度等分类指标,确定矿井水文地质类型为中等型。

基于D-P准则的巷道围岩稳定性分析

基于以D-P准则为屈服函数建立的弹塑性本构模型,利用有限元数值模拟软件COMSOL Multiphysics对巷道围岩的稳定性进行了数值模拟,分析了巷道围岩的应力、位移分布情况,对比了以Mohr-Coulomb准则和D-P准则为屈服函数时巷道围岩的塑性区分布,探讨了巷道围岩的失稳破坏形式。研究表明,以Mohr-Coulomb准则为屈服函数时可能会低估巷道围岩塑性区分布范围;巷道两帮首先发生拉伸破坏,随后发生剪切破坏,最终形成X状共轭剪切破坏。