采用理论分析和数值模拟方法,分析了大直径钻孔(φ426 mm)是否下护孔管,不同垂直应力(12～30 MPa),不同壁厚(2～10 mm)等因素影响下,钻孔周围煤体和管壁受力变形特征,并对护孔管安全性进行了评价。研究结果表明:护孔管弹性挤毁强度为65.13 MPa,是上覆岩层自重载荷5.2倍;当垂直应力为30 MPa时,护孔管内部最大应力为28.11 MPa,煤体内部应力峰值45.46 MPa,距护孔管0.81 m,孔壁垂直和水平位移与施加应力呈现指数相关性;壁厚对钻孔支撑起主导作用,钻孔垂直位移和水平位移随着壁厚增加而逐渐降低,但垂直位移变化幅度更加剧烈,钻孔塑性破坏呈现X形破坏形态,塑性区1.08～1.72 m(5.1～8.1倍孔径),安全系数与壁厚呈现指数关系,壁厚6 mm时安全系数为1.20,基本满足抽采设计要求,瓦斯治理效果显著,相关研究为钻孔护孔工艺设计与优化提供指导意义。

0前言
1 工况背景
2 API套管强度设计理论
(1）屈服挤毁强度值
(2）塑性挤毁强度值
(3）过度挤毁强度值
(4）弹性挤毁强度值
3 数值模拟分析
3.1 模型建立与参数选取
3.2 模拟结果分析
(1）护孔管对周围煤体控制机理分析
(2）垂直应力对护孔管稳定性影响
(3）不同壁厚对护孔管稳定性的影响
(4）钻孔周围煤体塑性破坏分析
(5）护孔管安全稳定性评价
4 效果评价
5 结语

李飞.煤层大直径钻孔护孔管强度设计与稳定性评价[J].煤炭技术,2021,40(11):157-162.DOI:10.13301/j.cnki.ct.2021.11.036.