基于流固耦合动态模型的煤层钻孔成拱特性研究

论文摘要

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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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 韩颖,张飞燕,杨志龙,董博文

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

来源: 煤炭科学技术 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

单位: 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

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,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)

分类号: TD712

DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2019.05.12

页码: 77-81

总页数: 5

文件大小: 262K

下载量: 99

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