煤与瓦斯共采钻孔增透半径理论分析与应用

• 作者: 李季 赵希栋 郭晓菲 闫振雄 马念杰
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 煤与瓦斯共采 增透半径 钻孔增透圈 蝶形塑性区 围压比值 深部开采
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 页码范围: 120-127
• 分类号: TD712
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2015.8005

摘要

在煤与瓦斯共采时,受采动加、卸载应力影响,瓦斯抽采钻孔围岩塑性区内煤体会产生大量裂隙,增大了瓦斯的渗透率,形成瓦斯增透圈,增透圈半径的大小直接影响瓦斯的抽采效果.以钻孔围岩“蝶形塑性区”理论为基础,建立了钻孔塑性区与瓦斯增透圈模型,首次推导出了钻孔增透圈半径解析式.深入分析了钻孔增透半径影响因素发现:增透半径与钻孔半径成线性正比例关系,与最小围压和围压比值呈类指数增长关系,与岩石黏聚力和内摩擦角呈负指数变化关系;其中最小围压与围压比值是影响增透半径的关键因素,深部开采与高围压比值是形成大尺寸有效增透圈的必要和充分条件.这一理论为煤与瓦斯共采中瓦斯抽采钻孔间距设计、位置选择、方向确定、采场与钻孔布置在时间和空间上关系协调提供了科学依据.