松软煤层水力压裂钻孔失稳分析及固化成孔方法

翟成^1,2，李全贵^1,2，孙臣^1,2，倪冠华^1,2，杨威^1,2

1. 中国矿业大学安全工程学院2. 煤炭资源与安全开采国家重点实验室

摘 要：分析了煤矿井下松软突出煤层钻孔失稳变形机理,指出巷道围岩应力和钻孔二次应力是煤层施工压裂钻孔后孔壁弱结构易产生破坏失稳、易塌孔和成孔难的主要根源。提出了一种有效的区域固化成孔方法,模拟分析了松软煤层和采用高强度材料固化后钻孔周围应力场和位移变化。结果表明:松软煤层中钻孔位移变形量和塑性区范围大,钻孔易发生失稳破坏;对封孔段采取固化成孔措施后,浆液渗透填充到煤岩体的裂隙中,起到加固、充填密实裂隙作用,增强孔壁围岩的强度,钻孔变形量和塑性区范围减小,有效防止了钻孔发生失稳破坏,提高了成孔率。

关键词：瓦斯抽采;水力压裂;钻孔失稳;固化成孔;松软煤层;