基于能量耗散率的钻孔防冲效果评价方法

发布时间：2017-08-16 14:04

  本文关键词：基于能量耗散率的钻孔防冲效果评价方法

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【摘要】：采用理论分析、实验室试验及数值模拟等手段,研究了从能量角度评价钻孔防治冲击地压效果的方法。钻孔前后应力总量计算表明,钻孔对煤岩体的作用在于"调压",并非仅"卸压"。相对于应力角度,从能量角度评价钻孔防冲效果的过程更为简便。不同矿井煤样单轴加卸载试验发现,采用线弹性体弹性应变能计算公式的计算结果要大于实际值,且冲击倾向性越弱,计算误差越大,提出了基于弹性能量指数的修正公式。钻孔围岩弹性应变能的变化受最大主应力的做功特征主导,围岩应力调整过程中,弹性应变能能否积聚与围岩方位及侧压系数有关。在此基础上,提出钻孔耗能率的概念,可定量评价不同钻孔防冲设计之间的优劣,并通过FLAC3D进行数值模拟实现。以钻孔耗能率为评价指标得出,钻孔防冲效果与钻孔孔径呈幂函数关系,与煤层强度呈负相关。与φ100 mm钻孔相比,φ150 mm钻孔耗能效果是其2.9倍,φ200 mm钻孔耗能效果是其6.5倍。
【作者单位】： 煤炭科学研究总院开采研究分院;天地科技股份有限公司开采设计事业部;
【关键词】： 钻孔 能量耗散 评价 弹性应变能 冲击地压
【基金】：国家重点研发计划资助项目(2016YFC0801401) 国家自然科学基金资助项目(515741149)
【分类号】：TD324
【正文快照】： 近年来,我国煤矿冲击地压灾害形势日益严峻,严重威胁矿井安全生产。在岩石力学及采矿学科领域,冲击地压研究成为当前热点课题[1-4]。目前,施工煤层钻孔已成为我国绝大多数冲击地压矿井采用的常规解危手段,多称其为“钻孔卸压”。随着相关研究的深入,在钻孔防冲的解危机理、参

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