水力压裂条件下煤层瓦斯运移规律及工程应用研究

发布时间：2021-11-16 10:36

　　研究瓦斯在煤层中的运移规律是解决瓦斯高效抽采的重要课题之一,在煤层采取水力压裂增透措施的情况下尤为重要。本文在以郭家河煤矿1307工作面为现场基础条件上,采用了实验研究、理论分析、数值模拟及现场工业性试验等手段研究了在水力压裂条件下煤层损伤变形特征及瓦斯运移规律。研究结果显示,煤体损伤破坏性质随着加载条件的不同而不同,并且通过有效应力原理推导出在考虑孔隙水压力的前提下的煤体损伤本构方程。分析了水力压裂条件下煤层中瓦斯的运移规律,利用损伤变量修正了能够描述水力压裂条件下煤层瓦斯运移模型,利用数值模拟对该模型进行了验证,并进行了现场工程应用。论文取得了以下成果:（1）在原煤试件孔隙水压渗流实验中,随着试件轴向应变的增大,原煤渗透率呈现先减小,后增大的趋势,“U”字型能够较好地诠释渗透率的走势。渗透率在煤体到达屈服点之前一直都比较低,经过一段平缓期,过了屈服点迅速增大。在一定范围内,随着孔隙水压的增大,原煤试件被破坏地愈剧烈,通过计算得出了原煤试件弹性模量逐渐变小,而渗透率随之而增大,孔隙水压的加大对煤体渗透率具有促进作用,而且渗透率在增大的同时具有存在一个突变点,在此基础之上,利用实验数据... 

【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

（c）孔隙水压控制系统 （d）试样安装系统图 2.1 三轴渗流伺服装置图Fig.2.1 Triaxial sever-controlled seepage equipment

（c）孔隙水压控制系统 （d）试样安装系统图 2.1 三轴渗流伺服装置图Fig.2.1 Triaxial sever-controlled seepage equipment

【参考文献】：
期刊论文
[1]煤层瓦斯抽采效果影响因素分析及技术对策[J]. 赵旭生,刘延保,申凯,巴全斌.  煤矿安全. 2019(01)
[2]深部矿井冲击地压、瓦斯突出复合灾害发生机理[J]. 朱丽媛,潘一山,李忠华,徐连满.  煤炭学报. 2018(11)
[3]我国煤矿瓦斯防治的研究进展及方向[J]. 景春阳.  工程技术研究. 2018(10)
[4]注水煤层瓦斯运移规律研究现状与发展方向[J]. 唐建平,孙东玲,武文宾.  煤矿安全. 2018(05)
[5]煤矿井下低透气性煤层增透技术研究现状与发展趋势[J]. 唐建平,胡良平.  中国煤炭. 2018(03)
[6]低透煤层水力压裂促进瓦斯抽采模拟与试验研究[J]. 周西华,周丽君,范超军,白刚,宋东平.  中国安全科学学报. 2017(10)
[7]电脉冲可控冲击波煤储层增透原理与工程实践[J]. 张永民,邱爱慈,秦勇.  煤炭科学技术. 2017(09)
[8]裂纹闭合对高压空气爆破冲击煤体瓦斯抽采效果影响[J]. 李守国,贾宝山,聂荣山,王永保.  煤炭学报. 2017(08)
[9]基于连续损伤的岩石渗流有限元分析[J]. 王永亮,柳占立,林三春,庄茁.  工程力学. 2016(11)
[10]含初始损伤的煤统计损伤本构模型研究[J]. 孙传猛,曹树刚,李勇,李国栋,杨红运.  中国矿业大学学报. 2016(02)

博士论文
[1]薄及中厚软煤层水力压裂煤岩损伤机理及瓦斯运移规律[D]. 程亮.重庆大学 2016
[2]煤层气直井排采中煤储层应力敏感性及其压降传播规律[D]. 许小凯.中国矿业大学(北京) 2016
[3]煤岩电脉冲应力波致裂增渗行为与机理[D]. 李恒乐.中国矿业大学 2015
[4]煤岩体积压裂机理研究[D]. 路艳军.西南石油大学 2015
[5]多场耦合作用下的煤层气运移机理研究[D]. 周珺.成都理工大学 2015
[6]煤矿瓦斯赋存和运移的力学机制及应用研究[D]. 贾天让.大连理工大学 2014
[7]煤层水力压裂裂缝扩展规律及瓦斯抽采钻孔优化研究[D]. 康向涛.重庆大学 2014
[8]松软煤层井下水力压裂致裂机理及应用研究[D]. 雷毅.煤炭科学研究总院 2014
[9]煤岩体水力压裂裂缝扩展及对瓦斯运移影响研究[D]. 袁志刚.重庆大学 2014
[10]井下水力压裂煤层应力场与瓦斯流场模拟研究[D]. 付江伟.中国矿业大学 2013

硕士论文
[1]采动条件下煤岩力学特性及瓦斯运移时空演化规律[D]. 李铭辉.重庆大学 2013



本文编号：3498718