煤層大直徑鉆孔防沖機理研究

田峰 武海峰

摘要：近年來，煤層大直徑鉆孔作為沖擊地壓防治技術得到了廣泛應用，但關于煤層大直徑鉆孔防沖機理的研究較少，在確定煤層鉆孔參數（鉆孔直徑、間距、深度）時還是憑借經驗。文章基于實驗室模擬、數值模擬、力學建模等手段，研究了不同鉆孔參數的相互影響特征，為確定合理的鉆孔卸壓參數提供了依據。

關鍵詞：煤礦；沖擊地壓；鉆孔卸壓；大直徑鉆孔；防沖機理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD713 文章編號：1009-2374（2016）24-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.075

1 鉆孔改變煤體物理力學性質的實驗研究

由于目前難以采用理論分析或數值模擬研究鉆孔對煤體物理力學性質的影響，本文提出一種基于實驗方法研究鉆孔改變煤體物理力學性質的思想，即采用實驗機測試鉆孔試樣的物理力學性質。

1.1 試樣制作

煤樣的力學性質易受地質構造、加工過程的影響。為降低試樣測試數據的離散性，采用325號水泥制作2個塊體（尺寸為150mm×150mm×150mm），并對其進行養護12天。然后將塊體加工成長方體標準試樣，尺寸為50mm×50mm×100mm。

1.2 實驗步驟

（1）對各個試樣進行編號，采用游標卡尺量取每個試樣的具體尺寸，并計算出各個試樣的體積Vi；（2）采用J1Z-10電鉆配直徑為5mm的鉆桿在試樣上鉆孔，鉆孔垂直長方形表面；（3）將鉆孔試樣依次放在天平上稱出質量mi1，并計算出各個試樣的密度；（4）將鉆孔試樣依次放在RMT試驗機上進行單軸抗壓試樣，一直加載到試樣破壞，繪出應力—應變曲線。

1.3 實驗結果

圖1～圖3所示為實驗得到的試樣軸向應力—應變曲線。從圖中可以看出，利用制作的試樣得到的軸向應力—曲線與典型的煤樣應力—應變曲線相似，因此采用325號水泥模擬煤體是可行的。……