水力冲孔孔洞形态特征及瓦斯抽采参数优化

作者：刘晓; 荆天祥; 宣德全; 胡世雄; 李勇; 徐森

来源：煤矿安全, 2023, 54(04): 22-28.

DOI：10.13347/j.cnki.mkaq.2023.04.004

• 水力冲孔
• 孔洞形态
• 孔洞参数
• 卸压范围
• 钻孔布置

目前，钻孔设计及评价时，多将水力冲孔孔洞形态等效为圆柱体，并以此作为确定有效抽采半径的重要依据之一。而孔洞形态受多因素的共同作用，故将其等效为圆柱体的科学性有待商榷。采用煤岩散体重力、摩擦力、水作用力、地应力等因素，引入并联立Bergmark-Roos方程与PKN模型，建立了描述孔洞形态的BR-PKN方程，并采用MATLAB再现了孔洞形态；为验证其准确性，在现场利用YZD18.5测井仪进行数据采集及分析，展绘了孔洞断面；利用COMSOL对等效类椭球体孔洞与圆柱体孔洞进行了模拟。结果表明：MATLAB展绘的孔洞形态为三轴均不相同的类椭球体；绘制的孔洞形态与MATLAB中的基本一致；类椭球体孔洞与圆柱体孔洞相比抽采半径、解吸表面积、有效抽采体积依次为93%、80%、117%，为钻孔布置提供了依据。

• 单位
  陕西长武亭南煤业有限责任公司; 河南理工大学