煤层大直径钻孔护孔管强度设计与稳定性评价

李飞

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煤层大直径钻孔护孔管强度设计与稳定性评价

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采用理论分析和数值模拟方法,分析了大直径钻孔(φ426 mm)是否下护孔管,不同垂直应力(12~30 MPa),不同壁厚(2~10 mm)等因素影响下,钻孔周围煤体和管壁受力变形特征,并对护孔管安全性进行了评价。研究结果表明:护孔管弹性挤毁强度为65.13 MPa,是上覆岩层自重载荷5.2倍;当垂直应力为30 MPa时,护孔管内部最大应力为28.11 MPa,煤体内部应力峰值45.46 MPa,距护孔管0.81 m,孔壁垂直和水平位移与施加应力呈现指数相关性;壁厚对钻孔支撑起主导作用,钻孔垂直位移和水平位移随着壁厚增加而逐渐降低,但垂直位移变化幅度更加剧烈,钻孔塑性破坏呈现X形破坏形态,塑性区1.08~1.72 m(5.1~8.1倍孔径),安全系数与壁厚呈现指数关系,壁厚6 mm时安全系数为1.20,基本满足抽采设计要求,瓦斯治理效果显著,相关研究为钻孔护孔工艺设计与优化提供指导意义。

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来源
《煤炭技术》 |2021年第11期|157-162|共6页
作者
李飞;
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作者单位

中煤科工集团沈阳研究院有限公司;

辽宁抚顺113122;

煤矿安全技术国家重点实验室;

辽宁抚顺113122;

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正文语种 chi
中图分类矿井瓦斯;
关键词
护孔技术; 强度设计; 安全系数; 稳定性评价;

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