煤炭科学技术

作者：朱广安, 徐自豪, 刘欢,

关键词：冲击地压, 钻屑法, 含水煤体, 水岩作用, 三轴加卸载钻进试验,

煤层冲击倾向性强、顶板富水等是导致蒙陕矿区钻屑法监测失效的主要原因，以陕西彬长矿区某富水冲击地压矿井2号煤层为研究对象，设计了三轴加卸载钻进试验(含水率为0、2.7%、5.4%和7.8%；应力水平为36～46、48～58和60～70 MPa)，探究了不同含水条件和不同应力状态下冲击煤体钻进力学行为，从煤体弱化以及煤粉黏结研究视角，初步揭示了水及应力对钻屑法评价冲击危险的影响机制。研究结果表明：① 水作用下煤体各物理力学参数均发生不同程度的劣化现象，其中塑性软化系数对理论钻屑量的影响程度最大；② 当煤体含水率w≤2.7%时，水对钻屑量的影响甚微，应力水平提升使试验钻屑量趋近理论值；当煤体含水率w≥5.4%时，水对钻屑量的黏结作用增强，在高应力、高含水率条件下，试验钻屑量显著降低；③ 由于煤体内部颗粒与水发生物理、化学作用，导致钻孔周边塑性区半径增加，煤体变形能力增强；而随着应力水平提升，钻孔周边应力增大，煤体内部能量积聚，变形加剧，2者共同作用下增加了钻杆切割的钻屑量；④ 在含水率小于25%范围内，随着含水率的增加，煤粉颗粒间液桥力增大，促使其在钻孔中团聚黏附，从而导致钻屑量减少。研究结果可为蒙陕地区富水冲击地压矿井钻屑法评价冲击危险提供重要理论依据。

来源：2025年第7期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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