浅谈煤层瓦斯抽采钻孔的失效机制

发布时间：2021-12-31 04:03

　　瓦斯抽采钻孔失效的主要原因是钻孔漏风,由于钻孔的密封性不佳,在钻孔孔口位置赋予的抽采负压没有被用来引导煤层中的瓦斯流动,而是被消耗在封孔段孔内外空气流动上,文章主要针对几种钻孔的漏风形式对其进行简要的研究分析,以初步揭示矿井瓦斯抽采钻孔的失效机制。 

【文章来源】：冶金与材料. 2020,40(06)

【文章页数】：2 页

【部分图文】：

钻孔轴向和径向应力分布示意图

巷道的掘进过程停止后，经过一定时间的应力转移后达到一种相对稳的状态，最终煤体按照应力状态的不同可分为四个区域：Ⅰ应力降低区，一般又称为卸压区，由于煤岩体被采出，原本由其承受的支撑应力被转移至煤壁或岩壁与空气相交的界面附近，使得煤岩壁位置所承受的应力大大超过自身的强度极限，引起煤岩壁的屈服和破坏，从而产生大量的宏观裂隙和微观裂隙，不同的裂隙之间互相沟通或连接，该区域煤岩体的大幅度的增加，假如对该区域的封堵情况不理想，容易成为钻孔瓦斯抽采的主要漏风通道；域峰后应力升高区，在该区域内，虽然没有发生煤岩壁的大规模破坏，但其承受的各种支撑应力超过了自身的强度极限，进而引发煤岩体发生塑性破坏，从而产生大量的微观裂隙，所以该区域的煤层透气性也很高，假如对该区域的封堵情况不理想，同样也可以成为钻孔瓦斯抽采的主要漏风通道；Ⅲ峰前应力升高区，该区域煤岩体所承受的应力虽然没有大于其强度极限而引起破坏，但是比初始应力有所增加，也会产生发育程度较低的煤岩体内部裂隙，假如对该区域的封堵情况不理想，有可能成为钻孔瓦斯抽采的漏风通道；Ⅳ原岩应力区，由于其距离煤壁或岩壁与空气相交的界面较远，采掘活动引起的应力转移对其没有影响，因此其煤岩体内部的应力状态以及瓦斯赋存几乎不变，内部裂隙没有因采掘活动而发育，一般不会成为钻孔瓦斯抽采的漏风通道。(2）钻孔围岩漏气圈。钻孔在打钻施工的过程中，由于钻机钻进对钻孔周围的挤压和振动作用，使得钻孔周围煤岩体的应力场进行了重新分布，与巷道施工时对煤岩体的影响一样，距离钻孔孔壁很近的煤岩壁，一旦其承受的应力大大超过自身的强度极限，就会引起煤岩壁的屈服和破坏，形成沿钻孔径向的破碎区，从而产生大量的宏观裂隙和微观裂隙，形成围绕钻孔一周的裂隙场，假如对该区域的封堵情况不理想，容易成为钻孔瓦斯抽采的主要漏风通道；距离钻孔孔壁较近的煤岩壁，一旦其承受的应力超过自身的强度极限，就会引起煤岩壁的塑性破坏，形成沿钻孔径向的塑性区，从而产生大量的微观裂隙，假如对该区域的封堵情况不理想，有可能成为钻孔瓦斯抽采的主要漏风通道；另外，距离钻孔孔壁较远的煤岩壁，由于其承受的应力比初始应力有所增加，也会产生发育程度较低的煤岩体内部裂隙，假如对该区域的封堵情况不理想，有可能成为钻孔瓦斯抽采的漏风通道，瓦斯抽采必须对这些通道隔离。

【参考文献】：
期刊论文
[1]低透气性突出煤层煤巷“三带”的研究与应用[J]. 刘海瑞,房新亮.  能源与环保. 2018(05)
[2]高瓦斯煤层瓦斯预抽钻孔动态封孔技术[J]. 翟成,仲超,徐吉钊,汤宗情,武世亮.  煤矿安全. 2015(03)



本文编号：3559582