本煤层水力压裂致裂机理及裂隙发展过程研究（原版论文）.pdf

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辽宁工程技术大学 硕士学位论文 本煤层水力压裂致裂机理及裂隙发展过程研究 姓名：张国华 申请学位级别：硕士 专业：工程力学 指导教师：梁冰;孙广义 座机电话号码 摘 要 当今，我国经济正处于持续快速发震时期，对熊源的需求也大幅度增长， 作为主要裁源鹩漾炭，预计蓬劐2020年达到目前的两俯。瓦斯是煤炭的伴生 资源，同时又属予不可爵生豹洁净能源，因此，提高瓦斯抽集效果，增加瓦斯 能源利用比率，蹙改善煤矿安全生产状况和开发绿色能源的重要课题。 本文针对煤层瓦斯抽集开采中的水力压裂技术开展了理论研究工作，依攒 地下煤体形成机理和工稷特点，提出煤层是一种舆有多分层结构的地质体，虽 组成煤层的煤分层具有多微裂隙、多孔隙结构，在此基础上阐述了煤层和煤分 层的力学特点及其渗透率规律。进而论文分析阐述了煤分层中钛孔、分层层蘑 钻孔、以及穿熙钻孔水力压裂的起裂桃理。 1 位于煤分层中的沿层钻器起裂压力和起裂方窝取决于爨岩应力大小帮 侧囱应力系数； ， 2 位-T-煤分层层覆处煞锗狂，其超裂位麓_稀压力酴受原者痘力大小及状 态憝影貔辨．迩与分层层覆强度及相邻煤分层的强度有关； 3 穿层钻孔超裂位置、方向及起鬏压力主要受最弱煤分层及分层层丽强 度的影响。 在分析了水力压裂钻孔起裂机理的基础上，迸一步分析了原一级裂隙弱武 扩展延伸和次级弱面发生起裂的力学条件，并通过MATLAB语言编制了钻孔 起裂、弱面扩展延伸和次级弱面起裂的数值计算程序，，数值分析结巢验证了理 论分析的正确性。最盾，论文在概括分析水力压裂控制机理和控割方法的纂础 上，提出了本煤层瓦斯捆集中水力压裂综台设计的恳想

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