围压下切槽煤体卸压增透应力损伤演化模拟分析

为了分析实施水力割缝、冲孔等水力化卸压增透技术后的煤层在煤巷掘进中发生的煤壁片帮、打钻卡钻等问题,采用物理相似模拟结合颗粒流软件PFC数值模拟的方法,模拟分析了围压条件下切槽煤层内部应力、裂隙的动态演化过程,探讨了煤层切槽后的损伤破坏特征。结果表明:煤层内有多个切槽分布时,相邻切槽端出现应力集中且煤体损伤发育,而切槽面上下侧煤体的卸压作用显著;随着切槽厚度的增大,切槽面卸压效果增强,煤体易损伤变形,孔隙率随之显著增大。煤层内切槽会增强煤体应力场和裂隙场的不均一性,切槽端和边界处应力集中使煤体不稳定,设计合理的切槽尺寸是降低煤巷打钻与巷道维护难度的有效方法。