谷旺鑫，鲁 义,2，施式亮，吴 宽,2，尹红球，黄立新，彭绍明

(1.湖南科技大学 资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭 411201；2.湖南科技大学 南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室，湖南 湘潭 411201；3.湖南省煤业集团有限公司嘉禾矿业有限公司，湖南 嘉禾 424500)

0 引言

在煤矿生产过程中，矿井通过施工穿层钻孔抽采瓦斯降低瓦斯含量及压力，保证矿井井下施工顺利进行[1-2]。钻孔孔径是影响瓦斯抽采效果主要因素之一[3-4]。排除其他因素影响，钻孔孔径越大，塑性区范围越大，瓦斯抽采效果越好。对于南方松软煤层矿井而言，大孔径钻孔施工会引发严重喷孔或塌孔，而孔径过小又会影响瓦斯抽采效果。为达到最佳抽采效果，研究钻孔孔径对钻孔周围煤体塑性区分布的影响，确定最佳塑性区半径意义重大。

学者在钻孔塑性区范围方面研究成果显著：国林东等[5]基于弹塑性理论，确定钻孔周围煤体应力分布与卸压规律；程虹铭等[6]以瓦斯抽采钻孔软化及扩容力学模型为基础，得出钻孔周围煤体不同区域应力计算公式，分析钻孔周围煤体应力分布与卸压规律；苏高鹏[7]通过模拟不同孔径下钻孔卸压范围与应力分布，研究钻孔卸压范围与钻孔孔径关系。综上，通过确定最佳塑性区半径达到瓦斯最佳抽采效果方面的研究较少，塑性区范围与瓦斯抽采效果之间相关关系仍需深入研究。

基于弹塑性理论，采用Comsol软件模拟浦溪煤矿2254底板巷穿层钻孔周围煤体塑性区范围分布，验证理论与模拟塑性区范围是否一致，分析不同钻孔孔径与塑性区范围关系，结合不同钻孔塑性区范围下瓦斯抽采效果，找到最佳钻孔塑性区半径。……