造穴孔倾角条件下煤层卸压增透特性的数值研究

李洪涛; 张泽林; 李文献; 范永平; 靳志勇

doi:10.13301/j.cnki.ct.2026.01.005

煤炭技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (1) : 38 -45. DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2026.01.005

造穴孔倾角条件下煤层卸压增透特性的数值研究

李洪涛, 张泽林, 李文献, 范永平, 靳志勇

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摘要

为促进低透气性高瓦斯煤层中瓦斯的预抽，消除煤层煤与瓦斯突出危险，以五里堠煤矿底抽巷造穴瓦斯抽采技术为背景，通过FLAC^3D数值模拟，研究了不同造穴孔倾角的应力分布特征和煤体破坏特征，基于卸压增透效果和钻孔成本效果，提出了卸压面积-钻孔长度比和塑性区面积-钻孔长度比两个指标，用于评价造穴孔卸压增透的效果。结果表明：应力卸压区面积，随造穴孔倾角的增加先趋于恒定不变，然后线性减小，该规律用Cubic函数模型拟合程度更好；应力增压区面积，随造穴孔倾角的增加先线性增加，然后趋于恒定不变；塑性区面积，随造穴孔倾角的增加先线性缓慢增加，然后突增，最后线性缓慢增加，该规律用Logistic函数模型拟合程度更好。卸压面积-钻孔长度比，随造穴孔倾角增加呈现出先增加后减小，塑性区面积-钻孔长度比随造穴孔倾角增加而增加，综合考虑上述2个指标，得到最优的造穴孔倾角40°～90°。研究成果以期对高瓦斯煤层钻孔水力造穴卸压增透效果评价和孔径优化提供参考。