煤炭科学技术

作者：张东晓, 王翔宇, 郭伟耀, 张悦颖, 赵同彬, 吴震, 方恒宇, 张骞,

关键词：冲击地压, 大直径钻孔, 煤层厚度, 应力演化, 卸压释能,

煤层厚度变化是影响大直径钻孔卸压效果的重要因素之一。基于等效弹性模量原理建立了大直径钻孔卸压弹性力学模型，以某矿不同工作面为工程背景，研究了不同煤层厚度条件下大直径钻孔卸压煤体应力分布特征和能量释放规律，探讨了煤层厚度影响下大直径钻孔卸压释能机理。研究结果表明：当大直径钻孔卸压参数相同时，薄煤层中原岩应力、钻孔切向应力及其塑性区范围均大于厚煤层；大直径钻孔周边应力峰值随煤层厚度增加呈非线性减小趋势，当煤层厚度由1 m增加到9 m，应力峰值由23.2 MPa降低到20.2 MPa，降低12.9%；大直径钻孔卸压释能率随着煤层厚度增加呈减小趋势，当煤层厚度由1 m增加到9 m，大直径钻孔卸压释能率由68.7%降低到45.8%，即相同大直径钻孔卸压参数条件下薄煤层卸压效果更好；当大直径钻孔卸压参数相同时，钻孔切向应力随着煤层厚度增加而减小，导致煤体破碎区和塑性区范围以及存储弹性能释放量减小，即钻孔卸压释能率降低。某矿1208工作面和1203工作面煤层厚度分别为9.08、4.95 m，虽然两工作面采取了相同的大直径钻孔参数，但1208工作面巷道围岩变形破坏更为严重，对大直径卸压钻孔参数优化后，煤体平均钻屑量由2.48 kg/m下降到1.76 kg/m，表明随着煤层厚度增加，需采取减小钻孔间距、增大钻孔直径等措施来达到更好的卸压效果。

来源：2024年第6期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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