中国安全科学学报

作者：张钧祥, 刘彦伟, 任培良, 韩红凯, 左伟芹

单位：1 中原工学院 能源与环境学院,河南 郑州 451191;；2 河南理工大学 深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室,河南 焦作 454003;；3 河南理工大学 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,河南 焦作 454003;；4 义马煤业集团 孟津煤矿有限责任公司,河南 洛阳 471142

关键词：蠕变效应,穿层钻孔,封孔参数,耦合模型,数值模拟

基金：国家自然科学基金资助(51774119);深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室开放基金资助(SJF202002);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资助(WS2020A15);河南省高校重点科研项目基础专项(19zx003)。

为解决穿层钻孔封孔难度大、瓦斯抽采效率低的问题,视煤岩体为弹塑性介质,在考虑蠕变效应下建立巷道围岩力学模型;根据Dracy定律,推导浆液流动控制方程,以渗透率变化为桥梁,构建巷道围岩变形与浆液流动的耦合模型;利用COMSOL软件解算该理论模型。数值模拟结果表明:巷道围岩塑性软化区范围由初始时刻4.69 m不断扩大,在100天时稳定于15.19 m;浆液扩展半径随注浆压力的增加而持续增大,当注浆压力高于2.8 MPa后,浆液扩展半径变化较小,逐渐趋于稳定。试验钻孔平均瓦斯体积分数为56.49%,是传统工艺下钻孔平均瓦斯体积分数的3.46倍,在抽采后期仍能维持较高的抽采水平。

来源：2021年第7期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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