Развитие трещин в сланцевом угле приводит к снижению его прочности, а воздействие бурового раствора во время бурения дополнительно увеличивает риск нестабильности стенок скважины. Используя методы лабораторных экспериментов, теоретического анализа и численного моделирования, раскрыт механизм нестабильности угля со скальными трещинами под воздействием бурового раствора: ① глинистые минералы в угле в основном состоят из трудно гидратируемого каолинита, монтмориллонит отсутствует, а содержание ильмосмектитовой смеси невысокое, поэтому гидратация и набухание (среднее значение 0,35%) и диспергирующая способность при прокатывании (среднее значение 89,64%) слабы, механизм нестабильности в основном механический. ② Вертикальные трещины по поверхности и торцевые трещины обеспечивают пути для проникновения бурового раствора в угольные пласты, размер трещин по поверхности обычно больше торцевых, поэтому трещины по поверхности более подвержены проникновению бурового раствора и вызову нестабильности стенок скважины. ③ Проникновение бурового раствора в трещины приводит к повышению давления в окружающих породах и снижению радиального напряжения, что увеличивает риск нестабильности стенок, причем для высокопроницаемых трещин по поверхности и пересекающихся трещин, проходящих через ствол скважины, проникновение более глубокое и риск выше. ④ Характеристики трещин также влияют на глубину проникновения бурового раствора. В более широких и более плотных трещинах проникновение глубже, создаётся большее давление возле стенок скважины, что повышает вероятность нестабильности. Поэтому необходимо разрабатывать частицы для герметизации при бурении в соответствии с реальными размерами трещин, а также контролировать плотность бурового раствора в разумных пределах, чтобы снизить риск нестабильности вызванной проникновением раствора. Исследование предоставляет новый взгляд на механизм нестабильности угля со скальными трещинами под воздействием бурового раствора и служит теоретическим руководством для анализа стабильности стенок скважин в таких условиях.

буровой раствор;поверхностные трещины;торцевые трещины;уголь;механизм нестабильности