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随着煤矿开采深度的不断延伸,煤与瓦斯突出问题已成为煤矿安全生产亟待解决的问题,穿层水力冲孔是消除煤层突出危险性的重要技术手段之一。本文围绕着穿层水力冲孔后形成孔洞,周围煤体的变形卸压、消除煤与瓦斯突出危险性的技术措施,采用理论分析、数值模拟及现场试验的方法,系统研究穿层水力冲孔煤体变形机理。首先分析突出煤层穿层水力冲孔变形特征原理,通过建立煤体变形力学模型,结合煤体变形方程、瓦斯渗流方程及煤体变形与瓦斯流体之间的相互影响关系,构建穿层水力冲孔煤体变形固流耦合数学模型;采用FLAC3D模拟软件对模型进行求解,得出穿层水力冲孔冲煤量分别为2t(0.77t/m)、3t(1.15t/m)、4t(1.54t/m)的煤体应力场、变形场和瓦斯流场分布规律,结果表明:孔洞周围煤体出现剪切应力集中及最大主应力降低现象,剪切应力集中区域沿径向向远离孔洞方向移动及最大主应力降低幅度、范围与冲煤量正相关,降低范围为2.263m,孔洞上方顶板出现拉张应力,随冲煤量增加而增大,使得顶板出现破碎现象,易造成顶板事故;孔洞周围煤体在围压、主应力降低的作用下发生径向及轴向位移,随冲煤量增加而增大,位移范围为2.33.18m,中部径向位移量大于底部;孔洞周围煤体卸压后孔裂隙发育,形成瓦斯流动通道,造成孔隙瓦斯压力降低,孔洞周围煤体有效应力增大,导致孔洞周围煤体发生变形,孔裂隙增加,孔洞周围煤体变形量与冲煤量正相关;综合上述,得出穿层水力冲孔煤体变形机理。在薛湖煤矿2306底抽巷现场试验冲煤量分别为2t(0.77t/m)、3t(1.15t/m)、4t(1.54t/m)时瓦斯抽采参数、孔洞两侧煤体位移量和孔洞体积变化。结果表明:瓦斯抽采纯量与冲煤量正相关,其增长幅度与冲煤量负相关,增长幅度分别为112.5%、71.6%;孔洞两侧煤体位移与冲煤量正相关,孔洞中部位移量大于底部,孔洞残余体积与冲煤量正相关;根据穿层水力冲孔后煤体变形机理及现场试验,确定冲出煤量1.15t/m左右为薛湖煤矿合理冲煤量,使煤层卸压增透,实现消突目的。