韩 颖，张飞燕，刘少飞

(1. 河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作 454000；2. 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心，河南 焦作 454000；3. 深井岩层控制与瓦斯抽采国家安监局科技支撑平台，河南 焦作 454000；4. 河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454000；5. 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地，河南 焦作 454000)

0 引言

高瓦斯松软煤层、软硬复合煤层和突出煤层深孔钻进是公认的世界性难题，已成为制约部分高瓦斯和突出矿井瓦斯治理效果的瓶颈。含流体煤卸载过程中，煤层钻孔在流-固应力耦合作用下的失稳破坏机制研究，是破解上述难题的重点方向之一[1]；而钻孔钻进过程的实验室模拟及失稳现象捕捉，是其中的关键环节。目前，国内外众多研究者的焦点多集中于钻孔施工装备及工艺改进[2-6]、钻孔稳定性分析[7-12]等方面，如：王永龙等[2]提出了一种利用低螺旋钻杆在松软突出煤层施工钻孔的新型钻进技术；Liu等[8]提出了一种基于损伤效应的非线性粘弹塑性流变模型，进而对软煤钻孔的稳定性进行了探讨；韩颖等[12]基于Hoek-Brown准则、地质强度指标与岩石断裂力学理论，建立了Ⅰ类煤层钻孔孔壁失稳的力学判据，探讨了Ⅱ-Ⅳ类煤层钻孔孔壁失稳的力学条件，并对钻孔周围“三带(区)”内孔壁稳定性进行了分析；张学博等[13]对深部开采松软煤层抽采钻孔变形失稳过程进行了数值模拟，分析了钻孔周围煤体应力及形变分布、卸压区演化和渗透特性。……