煤层大直径钻孔护孔管强度设计与稳定性评价

• 作者: 李飞
• 来源期刊: 煤炭技术
• 学科: 工学
• 关键词: 护孔技术 强度设计 安全系数 稳定性评价
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 安全技术与工程|Safety Technology and Engineering
• 页码范围: 157-162
• 页数: 6页
• 分类号: TD712
• 语种: 中文
• DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2021.11.036

摘要

采用理论分析和数值模拟方法,分析了大直径钻孔(φ426 mm)是否下护孔管,不同垂直应力(12～30 MPa),不同壁厚(2～10mm)等因素影响下,钻孔周围煤体和管壁受力变形特征,并对护孔管安全性进行了评价.研究结果表明:护孔管弹性挤毁强度为65.13MPa,是上覆岩层自重载荷5.2倍;当垂直应力为30MPa时,护孔管内部最大应力为28.11MPa,煤体内部应力峰值45.46 MPa,距护孔管0.81 m,孔壁垂直和水平位移与施加应力呈现指数相关性;壁厚对钻孔支撑起主导作用,钻孔垂直位移和水平位移随着壁厚增加而逐渐降低,但垂直位移变化幅度更加剧烈,钻孔塑性破坏呈现X形破坏形态,塑性区1.08-1.72 m(5.1～8.1倍孔径),安全系数与壁厚呈现指数关系,壁厚6 mm时安全系数为1.20,基本满足抽采设计要求,瓦斯治理效果显著,相关研究为钻孔护孔工艺设计与优化提供指导意义.