蠕變作用下順層預(yù)抽瓦斯鉆孔內(nèi)負(fù)壓分布規(guī)律研究.pdf

1、鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯在區(qū)域防突中得到廣泛應(yīng)用，抽采負(fù)壓在瓦斯抽采過程中有兩種作用：第一，要把煤層中瓦斯引流到鉆孔中，第二，要把鉆孔內(nèi)的瓦斯引出鉆孔進(jìn)入抽采管路。由于鉆孔內(nèi)瓦斯流動產(chǎn)生沿程阻力和孔徑不均衡變形產(chǎn)生局部阻力，導(dǎo)致孔內(nèi)抽采負(fù)壓下降甚至出現(xiàn)正壓的現(xiàn)象。學(xué)者對順層鉆孔內(nèi)負(fù)壓分布進(jìn)行研究，主要采用現(xiàn)場實測方法和數(shù)學(xué)模型方法。綜合分析，實測法具有很強(qiáng)的針對性和準(zhǔn)確性，但操作較為復(fù)雜；預(yù)抽工作面位于采掘應(yīng)力影響范圍內(nèi)，數(shù)學(xué)模型大多未考慮采掘

2、應(yīng)力作用下孔徑蠕變變形，模擬的結(jié)果與實際存在一定差距。因此，探明蠕變作用下鉆孔內(nèi)負(fù)壓分布規(guī)律利于優(yōu)化煤層瓦斯抽放，對高效抽采及消突具有重要意義。
　　論文采用鉆屑法研究預(yù)抽工作面采掘應(yīng)力分布規(guī)律；建立預(yù)抽工作面鉆孔周圍煤體的彈塑性軟化模型，并結(jié)合應(yīng)力分布規(guī)律模擬鉆孔孔徑時空演化規(guī)律；建立的鉆孔周圍煤體瓦斯流動模型，應(yīng)用Comsol Multiphysics軟件模擬了鉆孔周圍煤體瓦斯壓力，間接得到涌入鉆孔瓦斯量；建立鉆孔內(nèi)瓦斯流動模

3、型，得出蠕變作用下順層預(yù)抽瓦斯鉆孔內(nèi)負(fù)壓分布規(guī)律。論文主要結(jié)論如下：
　?。?）孔徑在采掘應(yīng)力作用下出現(xiàn)不同程度縮小，在卸壓區(qū)出現(xiàn)一定程度縮?。粦?yīng)力集中區(qū)在短時間內(nèi)出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象；原始應(yīng)力區(qū)短時間內(nèi)出現(xiàn)明顯縮孔，并在一段時間后出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。
　?。?）鶴壁八礦3103工作面鉆孔瓦斯抽采第1天～第5天，孔口孔底壓差從260Pa增加到3.3kPa；隨抽采時間推移，第7天，鉆孔內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓值為0區(qū)段，即瓦斯抽采空白段；第9天，鉆孔內(nèi)幾