构造煤洞穴卸压煤层气开发脆性围岩相似材料模拟实验研究

发布时间：2024-05-10 06:31

　　顶底板相似材料研发是构造煤洞穴卸压煤层气开发技术室内模拟试验研究的前提。本文以安徽省淮南矿区刘庄井田为研究区,通过采集井田25#、16-1#、13-1#和11-1#主要可采煤层脆性围岩样品,研究了其岩石学特征,测试了原岩渗透性和岩石力学参数,获得了淮南典型构造煤发育区脆性围岩原岩特征。综合考虑相似材料原料选择、配比、成型条件等因素,设计了五因素、四水平的正交试验方案,测试了相似材料试件的应力敏感性和力学性质特征,并基于应力相似的原则与相似比,确定了最优的相似材料原料选择及配比方案。利用FLAC^3D软件模拟了实验室构造煤中水平井眼周围脆性围岩应力、应变及位移分布特征,评价了所研发相似材料应用于室内模拟试验的合理性、安全性。论文研究主要取得了以下认识与成果:(1)研究区构造煤脆性围岩岩性主要为粉砂岩、细粒-中粒砂岩、细粒砂岩和中粒砂岩,岩石薄片观察与XRD衍射分析表明原岩矿物组成以石英、长石为主,次为暗色矿物、云母等。粉砂岩、细粒-中粒砂岩、细粒砂岩和中粒砂岩的5MPa围压下气测渗透率值分别为0.004mD、0.012mD、0.0110mD、0.028mD,且随着有效...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1技术路线图

1绪论料的优选实验及配比优化实验，并测得试件的力学性质及渗透性参数。经过对实验结果的整理分析，获得最优材料与配比方案。总结上述成果，应用FLAC3D数值模拟软件对构造煤洞穴卸压煤层气开发过程中脆性围岩的应力分布进行模拟，得出结论。论文的研究流程和技术路线如图1-1所示。

图2-1刘庄井田交通位置图

2研究区地质背景2研究区地质背景2GeologicalBackgroundoftheStudyArea2.1位置与交通（LocationandTransportation）淮南矿区刘庄井田位于淮南矿区西南部，行政区划归属于安徽省颍上县，颍长县城约20km，....

图2-2刘庄井田构造纲要图

2研究区地质背景有1101钻孔穿过，为可靠断层。FD2断层：位于井田东北部，正断层。走向NE，倾向SE，倾角70度，落差0~60m，区内延展长度2.1km。地震时间剖面上控制断点3个，A级、B级、C级各一个，为较可靠断层。FD3断层：位于井田西部，....

图3-1砂岩岩石薄片

图3-1砂岩岩石薄片Figure3-1Thinslicesofsandstone品岩性为粉砂岩。石英含量49%，无色、透明，它形粒状，正下成Ⅰ灰白，粒度为0.05~0.25mm，波状消光；长石占14%，无解理，正低凸起，正交偏光下成Ⅰ灰白，具有平行消光，粒度....

本文编号：3968836