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煤层钻孔孔壁稳定性分析--CSCD核心库
作者:韩颖,张飞燕,杨志龙
关键字:煤层钻孔;孔壁稳定性;H-B准则;地质强度指标(GSI);裂纹扩展
论文来源:期刊
具体来源:中国安全科学学报
发表时间:2014年
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,对钻孔所处应力环境、煤体结构、孔隙压力、钻进速度等孔壁稳定性影响因素进行分析。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,并对钻孔周围“三带(区)”内孔壁稳定性进行分析。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。