多重条件下钻孔围岩应力及损伤演化规律

刘军; 邹思聪; 刘志宽; 杨兴龙

doi:10.13301/j.cnki.ct.2026.01.004

煤炭技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (1) : 31 -37. DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2026.01.004

多重条件下钻孔围岩应力及损伤演化规律

刘军, 邹思聪, 刘志宽, 杨兴龙

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摘要

针对多次扩孔施工引发的钻孔围岩多重损伤问题，通过理论分析与COMSOL数值模拟，分析了不同直径钻孔煤体应力分布和损伤演化规律。基于Mohr-Coulomb强度准则和弹塑性力学方程，推导破碎区与塑性区半径的理论解。结合寺家庄煤矿15115工作面地质参数，构建单次成孔与多级扩孔条件下钻孔开挖模型。研究表明：单次成孔直径由113 mm增至400 mm，塑性区面积扩大6.6倍，径向应力峰值点外移。多级扩孔施工中，前期钻孔扰动导致后续扩孔应力集中区显著扩展，终孔直径400 mm时，应力集中区范围增大7.31%，塑性区面积扩大10.8倍，应力峰值由11.68 MPa升至11.91 MPa。研究成果为钻孔设计提供理论依据。