水力冲孔孔洞周围煤体地应力和瓦斯时空演化规律

发布时间：2021-07-22 01:32

　　水力冲孔作为煤层卸压增透的强化措施,被大量应用于松软低透高突煤层。针对目前水力冲孔周围煤体多场分布演化规律不清、水力冲孔卸压半径等参数难以确定的问题,以河南梁北矿二1突出煤层为工程背景,利用自主研制的应力监测系统,结合现场瓦斯流量测试,开展了对水力冲孔实施区域地应力场和渗流场的同步监测,获得了冲孔孔洞周围煤体地应力场和瓦斯场的时空分布及演化规律。结果表明:①水力冲孔后孔洞周围煤体应力场存在动态演化过程,卸压区和应力集中区逐渐向外迁移,直到3 d后才基本趋于稳定;②应力趋于稳定后,距冲孔中心4 m内为应力卸压区,4～5 m为应力过渡区,超过5 m为应力集中区,卸压区半径是冲孔孔洞等效半径的10倍多;③距冲孔中心4 m以内区域裂隙场发育,渗透率和抽采孔瓦斯流量增加,但周围应力集中区的渗透率和钻孔瓦斯流量变得更低。研究结果为准确确定水力冲孔及瓦斯抽采参数、有效卸压增透和强化瓦斯抽采效果提供理论和实践依据。 

【文章来源】：煤炭科学技术. 2020,48(01)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

水力冲孔应力、瓦斯现场同步监测布置

应力监测系统实物

1)在水力冲孔前，各考察孔的应力计读数均处于稳定状态，且数值均在5 MPa左右，变化不大;在水力冲孔进行到500 min时，进行水力冲孔。水力冲孔前期，高压高速射流冲击煤体，在内应力的作用下，煤体被切割，产生大量的裂缝，并逐渐剥离，随水流流出孔洞，煤体内部裂隙很快延伸扩展至2号考察孔，导致其应力首先开始出现降低。2)水力冲孔期间，2号考察孔和3号考察孔应力出现波动，水力冲孔进行到550 min时，2号考察孔应力开始出现跌落，应力卸压区开始推移至2号考察孔附近，此时3号考察孔应力集中不明显，但是应力计数据在短时间内出现小幅度波动，而4号和5号考察孔由于距离中心孔较远，两孔的应力基本不变，处于稳定状态;随着水力冲孔的持续进行，2号考察孔应力不断下降，3号考察孔应力有上涨趋势。

【参考文献】：
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本文编号：3296170