底板巷穿层钻孔合理封孔段位置的研究与确定

发布时间：2021-08-17 04:50

　　为了提高矿井瓦斯抽采钻孔的抽采效果,本文通过Comsol Multiphysic软件模拟了巷道围岩的应力分布,确定了浦溪矿井2254底板巷穿层钻孔的封孔段位置,并在2254底板巷进行了现场试验。结果表明:2254底板巷穿层钻孔的起始封孔位置在垂直方向上的投影高度为11m时,既能保证抽采效果,又能节约施工成本。 

【文章来源】：山东煤炭科技. 2020,(08)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

物理模型

底板巷道在开挖过程中打破了原先的原岩应力平衡状态,发生应力转移变化,由巷道壁向深部岩体依次形成卸压区、应力集中区和原岩应力区。若在卸压区内进行封孔操作,由于大量裂隙的存在会使得封孔质量不佳。因此为了提高封孔质量,减小地应力对围岩的影响,封孔段必须越过卸压区,布置在巷道垂直方向上的应力集中区或原始应力区内[5]。由图2所示的应力分布云图可以看出,巷道周边的围岩应力基本对称分布,巷道周围水平方向上的应力大于原始应力,而垂直方向上的应力低于原始应力,即底板巷左右两侧出现应力集中现象,巷道垂直方向上出现应力卸压现象。为更好地研究穿层钻孔周边岩体应力的变化情况,在模型中巷顶中部及偏右的方向上布置四组应力监测点,布置方式为每3m设置一个监测点。四组监测点分别是:(1)巷道中点;(2)巷道中点偏右0.5m;(3)巷道中点偏右1.0m;(4)巷道中点偏右1.3m。

由图2所示的应力分布云图可以看出,巷道周边的围岩应力基本对称分布,巷道周围水平方向上的应力大于原始应力,而垂直方向上的应力低于原始应力,即底板巷左右两侧出现应力集中现象,巷道垂直方向上出现应力卸压现象。为更好地研究穿层钻孔周边岩体应力的变化情况,在模型中巷顶中部及偏右的方向上布置四组应力监测点,布置方式为每3m设置一个监测点。四组监测点分别是:(1)巷道中点;(2)巷道中点偏右0.5m;(3)巷道中点偏右1.0m;(4)巷道中点偏右1.3m。如图3所示,纵坐标表示监测点的应力与监测点原岩应力的比值。由曲线可以得知:四条曲线在距离巷顶6m时,开始接近;距离巷顶9m时基本重合;当距离巷顶18m时,应力比值逼近1:1,此时岩层中底板巷巷顶的应力基本等同于原岩应力。由曲线的走向可基本确定距离巷顶9～21m时为原岩应力区或接近原岩应力区。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于围岩应力-裂隙特征的封孔深度优化研究[J]. 刘晓刚.  煤矿安全. 2018(05)
[2]底抽巷穿层钻孔封孔深度与布孔间距优化研究[J]. 程志恒.  煤炭科学技术. 2017(02)
[3]单一松软强突出煤层瓦斯抽采技术[J]. 侯少杰,程远平,王海锋,沐俊卫,尚政杰.  煤矿安全. 2010(02)



本文编号：3347091