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题名煤层钻孔孔壁稳定性分析
被引量：22
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作者
韩颖
张飞燕
杨志龙
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机构
河南理工大学能源科学与工程学院
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室--省部共建国家重点实验室培育基地
河南理工大学安全科学与工程学院
铜川市耀州区煤炭管理局
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出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期80-85,共6页
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基金
河南省基础与前沿技术研究计划项目(132300410120)
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地开放基金资助(WS2012A09)
+3 种基金
河南省教育厅科学技术研究重点项目(14A440012)
河南理工大学博士基金资助(B2008-15
B2012-093)
河南理工大学青年骨干教师资助项目(649175)
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文摘
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。
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关键词
煤层钻孔
孔壁稳定性
H—B准则
地质强度指标(GSI)
裂纹扩展
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Keywords
combed borehole
borehole wall stability
H-B criterion
geological strength index（GSI）
crack growth
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分类号
X936
[环境科学与工程—安全科学]
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题名基于流固耦合动态模型的煤层钻孔成拱特性研究
被引量：2
- 2
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作者
韩颖
张飞燕
杨志龙
董博文
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机构
河南理工大学能源科学与工程学院
中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心
深井岩层控制与瓦斯抽采国家安监局科技支撑平台
河南理工大学安全科学与工程学院
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地
铜川市耀州区煤炭管理局
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期77-81,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51404093)
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地开放基金项目(WS2012A09
+4 种基金
WS2017B11
WS2017A01)
河南省博士后科研资助项目(2017014)
河南理工大学博士基金资助项目(B2008-15
B2012-093)
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文摘
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。
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关键词
含瓦斯煤
流固耦合模型
煤层钻孔
压力拱
地质强度指标
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Keywords
coal containing gas
fluid-solid coupling model
coalbedborehole
pressure arch
geological strength index
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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