张 飞，孙玉宁，尚玮炜，王 宁，康 锴

（1.山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 通风安全技术服务分公司，山西 晋城048006；2.河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作454000）

0 引言

封孔是瓦斯抽采的关键环节，封孔使钻孔与管路之间形成一个完整的系统（见图1）[1-2].低质量的封孔极易造成抽采过程中钻孔的漏气，包括封孔材料失效漏气、封孔体与钻孔内壁间漏气、巷道松动圈漏气、钻孔围岩破裂区漏气[3-4].然而，提高封孔质量不仅会降低钻孔漏气，而且发挥着“源头纯化”瓦斯的关键作用，进而促进煤矿瓦斯的利用.通过选择具有一定强度的封孔材料并设定合理的封孔深度，可以有效避免封孔材料及巷道松动圈漏气，但钻孔围岩破裂区的漏气却难以治理[5-7].

图1 煤层瓦斯抽采示意Fig.1 schematic diagram of coal seam gas drainage

钻孔围岩破裂是导致此处漏气的本质原因，因此探究煤层钻孔的破裂损伤机理对于理解钻孔围岩破裂区漏气至关重要.基于Fenner和Kastner解析式可快速高效地得出钻孔的弹塑性解答，但是将峰后阶段的煤岩视为理想弹性体，而忽略了峰后煤岩应变软化的特性[8-9].HOEK[10]等提出了地质强度指标（GSI），并报道了当GSI处于25～75时，煤岩峰后强度表现出显著的衰减特性.为此，YOUN[11]、张小波[12]等基于岩石的峰后软化特性并采用不同的强度准则，给出了圆形孔洞的弹塑性解答.黄磊[13-14]等通过数值模拟研究了深埋硐室的变形及破坏范围等.王志明[4]等考虑煤岩流变、峰后软化特性及瓦斯渗流过程，研究了抽采过程……