Die Entwicklung von Klüften in Kohlefelsschichten führt zu geringerer Festigkeit, und die Wirkung der Bohrflüssigkeit während des Bohrvorgangs erhöht weiter das Risiko der Instabilität der Bohrlochwand. Durch die Kombination von Laborversuchen, theoretischer Analyse und numerischer Simulation wurde der Instabilitätsmechanismus von klüftigen Kohlefelsen unter Einwirkung der Bohrflüssigkeit aufgezeigt: ① Die tonmineralischen Bestandteile des Kohlefelses bestehen hauptsächlich aus schwer hydrierbarem Kaolinit, Montmorillonit ist nicht vorhanden, und der Anteil von Illit-Mischschichten ist gering, daher sind Hydrationsquellung (Durchschnitt 0,35 %) und Rollendispersionsleistung (Durchschnitt 89,64 %) schwach, der Instabilitätsmechanismus beruht hauptsächlich auf mechanischen Einwirkungen. ② Vertikal gekreuzte Flächenklüfte und Endklüfte bieten Fließwege für das Eindringen der Bohrflüssigkeit in die Kohleflözformation, und die Abmessungen der Flächenklüfte sind in der Regel größer als die der Endklüfte, wodurch die Flächenklüfte eher von der Bohrflüssigkeit durchdrungen werden, was die Instabilität der Bohrlochwand verursacht. ③ Das Eindringen von Bohrflüssigkeit in Klüfte verursacht einen Druckanstieg in den umgebenden Gesteinsschichten und eine Verringerung der radiale Spannung, was das Risiko der Instabilität der Bohrlochwand erhöht; insbesondere bei hochpermeablen Flächenklüften und sich kreuzenden Klüften, die das Bohrloch durchdringen, dringt die Bohrflüssigkeit tiefer ein, wodurch das Risiko der Instabilität der Bohrlochwand stärker wird. ④ Die Eigenschaften der Klüfte beeinflussen auch die Eindringtiefe der Bohrflüssigkeit in die Klüfte des Kohlefelses. In breiteren und dichteren Klüften dringt die Bohrflüssigkeit tiefer ein und erzeugt einen höheren Druck in der Nähe der Bohrlochwand, was die Wahrscheinlichkeit der Instabilität erhöht. Daher sollten die Dichtungs-Partikel des Bohrfluids basierend auf den tatsächlichen Größen der Klüfte der Formation entworfen und die Dichte der Bohrflüssigkeit innerhalb eines vernünftigen Bereichs kontrolliert werden, um Instabilität durch Eindringen der Bohrflüssigkeit zu reduzieren. Die Studie bietet eine tiefgreifende Perspektive zum Verständnis des Instabilitätsmechanismus von klüftigen Kohlefelsen unter Einwirkung der Bohrflüssigkeit und liefert eine theoretische Anleitung zur Analyse der Bohrlochwandstabilität in klüftigen Kohlefelsformationen.

Bohrflüssigkeit;Flächenklüfte;Endklüfte;Kohlefels;Instabilitätsmechanismus