本文關鍵詞：水力化鉆孔徑向應力應變分布特性實驗研究

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【摘要】：我國在解決低透氣性的突出煤層防突問題方面主要是采用水力化鉆孔的方式來進行卸載壓力、增加煤層透氣性,這種措施在現(xiàn)場的應用中取得了良好的效果,但是在具體的水力化鉆孔參數選擇方面缺乏深入的研究。針對現(xiàn)階段水力化鉆孔措施所存在的問題,本文搭建了相對應的實驗系統(tǒng)在實驗室中測定了相關參數并與數值模擬相結合研究了水力化鉆孔徑向應力場與應變場的分布特征,給煤礦井下水力化鉆孔參數的選擇提供了一定的理論基礎,此外在煤礦井下現(xiàn)場也開展了相關試驗,根據《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中最大膨脹變形量大于千分之三的檢驗標準對實驗室所得規(guī)律進行了印證,具體的研究內容及結果如下:(1)搭建了水力化鉆孔徑向應力場、應變場測試的實驗系統(tǒng),可滿足不同地應力、注水孔徑、注水壓力等影響因素下的鉆孔徑向應力、應變的實驗功能,以及不同條件下煤層煤體的含水率測定。(2)采用具體搭建的實驗設備研究了水力化鉆孔徑向應力及其周圍含水率的分布規(guī)律,并與普通穿層鉆孔周圍應力場的分布特征相對比,印證了水力化措施的卸壓效果。(3)以鉆孔徑向含水率分布特征為基礎,建立了臨渙煤礦水力化鉆孔徑向應力場、應變場的數值模擬模型,針對不同地應力、注水孔徑及注水壓力等條件進行了對應的實驗模擬,得出水力化鉆孔周圍煤體徑向應力場、應變場的具體分布規(guī)律。(4)采用光纖傳感器技術在臨渙煤礦井下現(xiàn)場測試了Φ200mm和Φ600mm兩種不同孔徑的水力沖煤鉆孔其周圍煤體的徑向移動變形規(guī)律,并以膨脹變形量為指標來判定鉆孔的具體卸壓范圍,最終測試得出現(xiàn)場施工Φ600mm的水力沖煤鉆孔較Φ200mm鉆孔的有效卸壓半徑增加了1.71m。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD713.3

【參考文獻】

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本文編號：1236073