区域性顺层水力造穴卸荷增透特征及其影响因素数值分析

作者：郭军伟; 张浩^*; 王伟; 吕文博; 闫晓钰; 王穗芳

来源：西安科技大学学报, 2023, 43(02): 292-300.

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2023.0209

• 水力造穴
• 数值模拟
• 松软低透煤层
• 卸荷增透
• 瓦斯抽采

中国松软低透煤层广泛发育，煤与瓦斯突出灾害严重，而区域性顺层水力造穴技术在此类煤层瓦斯治理方面具有广阔的应用前景。然而，当前对区域性顺层水力造穴的卸荷增透特征及其影响因素的研究不足，严重制约了该技术的工程应用。鉴于此，以新元矿3号煤层区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采为工程背景，基于FLAC3D有限差分软件、Fish编程语言及考虑塑性损伤的渗透率演化模型，对区域性顺层水力造穴过程中四周煤体的卸荷增透特征及其影响因素进行了数值分析。结果表明：区域性顺层水力造穴过程中，四周煤体发生卸荷损伤，煤体渗透率大幅度增加，最大可增加为初始渗透率的467倍；同时，煤体的卸荷增透效果与造穴半径、造穴长度、造穴间距和钻孔间距等因素密切相关；随着造穴半径和造穴长度的增加，单穴的卸荷损伤增透区域逐渐扩大，而造穴间距和钻孔间距的减小将导致相邻造穴洞室之间煤体发生叠加卸荷损伤，其增透效果也将进一步增强。

• 单位
  大同煤矿集团有限责任公司; 太原理工大学