低透气性煤层机械钻孔增透仿真

刘怀付

doi:10.13436/j.mkjx.202606017

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (6) : 89 -94. DOI: 10.13436/j.mkjx.202606017

低透气性煤层机械钻孔增透仿真

刘怀付

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摘要

传统低透气性煤层瓦斯抽采效率低、煤与瓦斯突出风险高，是煤矿安全高效开采面临的突出问题。机械扩孔技术作为有效的卸压增透手段，可准确预测煤层破碎机理、应力演化和增透效果。为此，设计了一种机械钻孔增透过程的仿真体系，采用流固耦合理论，建立了瓦斯流动煤体变形、损伤演化的综合模型，通过COMSOL Multiphysics与ANSYS软件实现了多物理场耦合仿真。研究结果表明，机械扩孔可显著扩大卸压区2 m的范围，降低孔周应力集中，第一主应力峰值降至-5 Pa，并能够有效促进裂隙网络发育与瓦斯解吸。仿真结果验证了机械扩孔技术在改善煤层渗透性与卸压效果方面的显著优势。研究结果为机械扩孔工艺的优化设计与工程应用提供了理论支持与方法参考。