演马矿顶板抽采巷水力压裂增透技术研究

发布时间：2024-02-03 05:48

　　本文利用理论分析、数值分析和现场试验相结合的方法，在前人研究的基础上针对演马庄矿顶板抽采巷低渗透、高瓦斯及高压力的具体特点，通过对定向压裂增透技术进行了深入系统的研究，得到以下几个方面的有益研究成果： （1）通过建立本煤层和穿层条件下弱面扩展延伸的力学模型，分析次一级裂隙弱面扩展延伸需要满足的力学条件，是有效注水压力必须克服原岩应力和裂隙弱面处抗拉强度的综合作用。并进一步分析阐述了次级弱面分别在原一级弱面空间边缘端部以及沿原一级弱面充水空间壁面上发生起裂的力学条件。 （2）结合钻孔围岩的应力分布状态，研究了低渗透煤层的致裂机理和高压注水裂缝起裂和扩展延伸机理。 （3）以演马矿试验煤层的现场数据为基础，利用RFPA2D软件从煤层的不同埋深对煤层压裂透气性进行了分析，根据计算结果，分析了不同埋深下，不同增透范围对增透效果的影响。 （4）并根据演马矿顶板抽采巷的特点设计了有效的压裂方案，压裂后改变了之前透气性低、抽采困难等问题，取得了较好的抽采效果。

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1应力—应变曲线图

图2-1应力—应变曲线图Fig.2-1Stress-straincurve2-1中，我们可以知道，受力作用前内部裂隙处于闭合状态，随裂隙逐步增多发生类似直线的变化，继续加压到BC阶段的时候产生增加。煤体开始发生塑性变形，曲线开始呈现下凹的变化的裂隙开始朝着某一....

图2-2煤分层渗透率与应变关系示意图

在峰前区内，应力和渗透率的变化趋势都是增加的，煤分层在弹部新裂隙产生时，出现随应力的增高而降低的状态转变为随应力的加的状态，此时的应力变化始终是增加的。可知，在应力增大应变程中也有一样的变化。故有受力之初，煤的渗透率先是逐步减小的内部有新裂隙产生时，随着应力的增大，应变与渗透率也....

图2-3压裂液流动次序示意图

弱面向周边延伸、张开，达到一定的程度后，这些裂隙相互贯通，最后形成体内部的切割。通过扩展弱面的空间体积大小和弱面的扩展延伸，使得裂隙间形成贯通的管道，他们之间相互交织形成类似网状的连通缝隙[46-48]。这些交织成的裂隙网络，便使得煤层的渗透率得到改善和提高，从而达到改变煤透率的....

图2-4钻孔围岩分布

于压裂液对煤体的压裂分解，致使内部裂隙面发生扩展延伸和贯通交织的裂隙网络，达到了提高煤层渗透率的目的。层钻孔的围岩特征及起裂机理本煤层中沿层钻孔的起裂机理分析煤层内实施水力压裂之前，首先在井下或者地面实施压裂钻孔，然作用将压裂液注入到煤层之中，在这个过程中钻孔壁会发生破裂，后，压....

本文编号：3893828