张天刚，张学博，2

(1.河南神火煤电股份有限公司，河南 永城 476600； 2.河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454003)

煤炭是我国能源的基础，“富煤、少油、缺气”的能源结构特点，决定了煤炭在我国一次性能源结构中仍处于绝对主导地位[1-2]。深部开采煤层处于“三高一低”(高地温、高地应力、高瓦斯压力和低渗透性)多场耦合复杂的赋存环境，深部煤层瓦斯灾害防治必然面临新的挑战。钻孔瓦斯抽采是防治矿井瓦斯灾害事故的最重要措施之一。抽采钻孔在深部煤层施工时及抽采过程中，喷孔、塌孔等现象将更加频繁出现，钻孔成孔难、大范围坍塌堵塞导致的钻孔有效抽采长度及有效抽采断面难以保障等问题将更加严重。这将严重影响瓦斯抽采效率，极大地限制瓦斯抽采达标的进程，增大煤炭开采时的瓦斯灾害风险[3-6]。因此，如何有效解决深部开采煤层抽采钻孔失稳坍塌问题、提高瓦斯抽采效率是急需解决的难题。

研究深部煤层瓦斯抽采钻孔变形失稳区域，确定抽采钻孔变形失稳位置，对钻孔失稳坍塌区域的准确防护、进而解决深部开采煤层抽采钻孔失稳坍塌问题有着重要意义。

1 抽采钻孔变形失稳区域分析

抽采钻孔变形失稳坍塌如图1所示。

图1 抽采钻孔失稳坍塌示意Fig.1 Instability and collapse of extraction borehole

巷道的开挖会造成围岩应力重新分布，使其围岩应力存在卸压区、应力增高区、原岩应力区3个区域，如图2所示。抽采钻孔施工后，钻孔部分区域位于卸压区、部分位于应力增高区、部分位于原岩应力区，以下对处于不同应力分布区域的抽采钻孔变形失稳情况进行研究。……