松软煤层瓦斯抽放钻孔塌孔机理及改进措施研究

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1、松软煤层瓦斯抽放钻孔塌孔机理及改进措施研究　　摘要：科学技术的不断更新，为煤矿生产效率的提高及设备性能的优化带来了重要的保障作用，促进了现代化煤矿企业的快速发展。结合现阶段煤矿生产现场的实际概况，可知某些影响因素的客观存在，容易造成松软煤层瓦斯抽放钻孔塌孔现象的出现，给相关生产计划的顺利完成带来了潜在威胁。因此，需要加强对松软煤层瓦斯抽放钻孔塌孔机理的深入理解，制定可靠的改进措施有效避免这种现象的出现，最大限度增强煤矿生产计划实施的安全可靠性。基于此，该文将对松软煤层瓦斯抽放钻孔塌孔机理及改进措施进行必要研究。　　关键词：松软煤层瓦

2、斯钻孔塌孔机理改进措施生产计划　　中图分类号：TD712.6文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）12（b）-0037-02　　从不同的方面提高对松软煤层瓦斯抽放钻孔塌孔机理的全面认识，制定出切实有效的改进措施，有效避免钻孔塌孔问题的产生，有利于实现煤矿安全生产的长期发展目标，在确保生产计划顺利完成的同时可以为煤矿企业带来更多经济效益，全面提升该单位综合市场竞争力。因此，在未来松软煤层瓦斯抽放作业计划开展的过程中，应加强对信息技术及各种专业技术手段的合理运用，促使在这些技术使用中能够有效预防钻孔塌孔现象的出现，不断增

3、强作业现场的生产安全性。　　1松软煤层瓦斯抽放钻孔塌孔机理　　1.1松软瓦斯抽放钻孔过程中的应力分析　　在松软煤层瓦斯抽放的过程中，需要注重不同应力的有效分析，确保其中可能存在的安全隐患可以得到及时排除。具体的分析要点包括：（1）水平孔周围弹性应力的有效分布。结合煤层结构特性，可知其包含了孔隙、裂隙等，在瓦斯压力及其他压力的影响，容易造成变形现象的出现。松软煤层瓦斯抽放计划实施时，应加强对水平孔周围弹性应力的深入分析，通过对弹性理论的深入理解，从弹性多孔材料作用的围岩状态、地层结构的完整性、孔壁破坏准则等方面进行重点考虑，确保钻孔过

4、程中的受力均匀性；（2）倾斜孔周围弹性应力的有效分布。松软煤层瓦斯抽放过程应考虑倾斜孔周围弹性应力分布，确保钻孔作业计划的顺利实施。具体分析中应构建可靠的三维空间坐标，将倾斜孔受到不同方向的应力在坐标上标记出来，进而对围岩孔壁的结果稳定性进行综合评估。　　1.2瓦斯抽放钻孔塌孔的相关条件　　相关的研究资料表明，松软煤层瓦斯抽放钻孔塌孔现象的出现，需要满足一定条件。这些条件包括：（1）水平瓦斯抽放钻孔塌孔的相关条件。通过对钻孔稳定性问题的深入分析，可知不同介质的分布对于孔壁的稳定性有着较大影响：当钻孔过程中围岩周围的应力超过其自身的强

5、度时，往往会引发钻孔塌孔。不同方向的应力差最大时，钻孔塌孔现象出现的几率最大。因此，水平瓦斯抽放中应充分考虑地层孔隙压力及其他的应力，提高钻孔质量；（2）倾斜瓦斯抽放钻孔塌孔的相关条件。结合倾斜瓦斯抽放钻孔作业方式特点，可知其中发生钻孔塌孔问题的前提条件与钻孔中不同方向的应力分布大小有关。通过对钻孔倾角、钻孔孔壁不同方向应力大小的确定等，可以构建出倾斜钻孔与时间之间的关系，进而确定发生钻孔塌孔的临界值。　　1.3导致瓦斯抽放钻孔塌孔的相关因素　　各种潜在影响因素的客观存在，加大了瓦斯抽放钻孔塌孔问题发生的概率。这些影响因素主要包括：

6、（1）影响围岩结构稳定性的?染哿Γ?其具有动态变化的特点，对钻孔过程中煤体的胶结强度及抗剪强度有着一定要求。当不同方向的内聚力差较小时，说明该区域的煤体较软，钻孔中容易发生塌孔；（2）原始煤层流体压力越大时，加大使钻孔坍塌的临界值增大，加大了钻孔塌孔问题产生的几率；（3）埋设过程中垂直应力不断增加，也会使钻孔坍塌临界应力变大，从而影响了钻孔的稳定性，一定条件下会出现钻孔塌孔现象。同时，随着煤体内摩擦角的动态变化，也会对瓦斯抽放钻孔塌孔造成较大影响。　　2避免松软煤层瓦斯抽放钻孔塌孔现象出现的改进措施　　为了避免松软煤层瓦斯抽放钻孔塌

7、孔现象的出现，消除其中可能存在的安全隐患，需要采取必要的改进措施进行必要预防，确保作业计划实施的安全性，增强钻孔的稳定性。这些改进措施包括以下几个方面。　　2.1改进瓦斯抽放过程中的施工工艺　　在松软煤层瓦斯抽放过程中，选择可靠的施工工艺，有利于提高钻孔质量，最大限度降低钻孔塌孔问题发生的概率。具体表现在：（1）及时改变钻孔的方位角。瓦市抽放钻孔施工中将其中的钻孔倾角控制在60°的范围内时，可知30°方向的钻孔方位角产生的临界坍塌压力最大，将会产生钻孔塌孔问题。因此，钻孔施工中应将其方位角控制在30°范围内进行打孔，提高钻孔质量；（

8、2）注重钻孔倾角的改变。相关的研究报告指出，瓦斯抽放钻孔倾斜角控制在小于22.5°的范围内时，其中产生的内摩擦角较小，应力大小不会超过钻孔坍塌临界压力。因此，钻孔施工中结合坍塌临界压力的要求，应将钻孔倾角控制在22.5°的范围内；（3