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复杂应力作用下瓦斯抽放钻孔稳定性分析

发布时间： 2023-12-08 浏览量：30

交易方式：面议
联系电话：045188036056
单位名称或姓名：张经充
产业领域：数字经济
成果类型：

项目基本情况Basic information of the project

瓦斯抽采钻孔难题已成为制约部分高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井安全高效开采的瓶颈，至今尚未有很好的解决方法。究其原因，在于煤层结构的复杂性，钻孔破坏情况的不可观测性。本研究通过力学分析、实验室实验、理论分析与数值模拟的手段展开固气耦合作用下瓦斯抽放钻孔稳定性研究。基于断裂损伤力学理论分析裂隙节理煤体的破坏损伤规律，在实验室进行含倾斜瓦斯抽放钻孔煤的单轴压缩破坏实验，最先发生破坏的部位为钻孔水平边界处，在这里出现应力集中现象，随着钻孔仰角的增大，钻孔煤样的单轴抗压强度有增大趋势，说明随着钻孔仰角的不断增大钻孔煤趋于更加稳定，不易发生破坏。进行含水平瓦斯抽放钻孔原煤的单轴压缩破坏实验，钻孔周围存在不同形式的裂隙，钻孔的破坏过程与破坏形态也不相同，以此为依据将裂隙钻孔分为六种类型。进行钻孔煤体的数值模拟，模拟结果与实验结果一致，随着钻孔仰角的增大钻孔趋于更加稳定。基于岩石力学、流体力学理论，运用COMSOL Multiphysics软件进行数值模拟，结果显示随着钻孔倾斜角度的变化在钻孔周围出现不同程度的"羊角"型塑性区；改变侧压系数，钻孔周围的最大剪应力值随着侧压系数的增大而减小，塑性区随着侧压系数的增大由x形逐渐变成围绕钻孔周围的环形，塑性区面积减小，钻孔受力环境趋于更加稳定。对瓦斯抽放钻孔周围的煤岩体进行损伤破裂进行研究，解决瓦斯抽放问题，对实现真正的瓦斯高效抽放，实现煤炭的"安全、高效和洁净"开采，以及实现煤炭和瓦斯两种资源的全部开采具有重要的指导意义，其研究成果具有重要的经济价值和应用前景。

管理团队与技术团队Management team and technical team

黑龙江科技大学

效益分析Benefit analysis

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。

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