地面充填钻孔钻进过程应力-位移演化规律数值模拟研究

作     者：谢福星 XIE Fuxing

作者机构：北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013 

出 版 物：《建井技术》 (Mine Construction Technology)

年 卷 期：2024年第45卷第4期

页      面：1-6页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：天地科技“公司其他内部研发项目”天地建井自立科技项目(KJZH-2024-JJZD-02) 

主　　题：钻探施工 数值模拟 垂直位移 水平应力 演化规律 

摘      要：为掌握地面充填钻孔钻探施工过程中孔壁围岩应力-位移分布及演化规律,探索地面钻孔发生变形破坏的力学机制,从而为钻孔结构设计提供理论支撑,以典型矿井地面充填钻孔施工为研究对象,运用FLAC3D对钻孔钻进过程进行了数值模拟,着重分析了钻进至50、250、500m时钻孔围岩的应力-位移演化规律。研究结果表明:钻孔孔身围岩应力-位移分布是造成其变形破坏的直接诱因,垂直应力、水平应力随着钻孔深度增加呈线性增长;最大垂直位移位于钻孔顶部,钻进到一定深度后增长趋势明显减缓,呈非线性递增趋势,垂直位移的不同步将造成钻孔产生离层;水平位移随钻孔深度整体呈线性增长,峰值位于钻孔底部围岩,水平位移是孔身产生剪错、缩颈变形破坏的直接诱因。研究成果可为类似地面充填、注浆和瓦斯抽放钻孔结构设计优化及施工提供理论指导。