煤矿井下多孔联合压裂裂缝控制方法研究.pdf

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煤矿井下多孔联合压裂裂缝控制方法研究 重庆大学博士学位论文 学生姓名：宋晨鹏 指导教师：卢义玉 教授玉 教 授 专 业：矿业工程 学科门类：工 学 重庆大学资源及环境科学学院 二O 一五年四月 Application of Multiple-borehole Hydraulic Fracturing Method to Control Crack Propagation in Underground Coal Mines A Thesis Submitted to Chongqing University In Partial Fulfillment of the Requirement for the Doctor ’s Degree of Engineering By Song Chenpeng Supervised by Prof. Lu Yiyu Specialty: Mining Engineering College of Resources and Environmental Science Chongqing University, Chongqing, China April 2015 中文摘要 摘 要 高效抽采煤层气（瓦斯）是我国能源发展战略和煤炭安全生产的重大需求。 我国煤矿区煤层气资源丰富，煤层气含量高，但大部分赋存条件复杂，煤层透气 性极低，而传统技术增透效果有限，导致煤层气难以高效抽采和利用，同时煤炭 开采时易发生瓦斯事故。 近年来，水力压裂作为油气开采中一种重要的增产措施，被借鉴到煤矿井下 强化煤层气抽采。但由于煤系地层的地质条件与常规油气地层差异很大，采用油 气地层压裂理论不能完全解释煤系地层的起裂及扩展问题。同时，在深部复杂煤 层中，煤层具有高地应力、节理裂隙发育等特点，造成井下水力压裂时起裂压力 大幅增加，水压裂缝扩展过程中极易受到干扰，致使煤层顶底板变形破坏，增透 范围有限。 因此，针对目前煤矿井下压裂理论研究及技术存在的上述问题。本论文在对 煤体结构特征研究的基础上，建立了不同结构煤体的水压致裂起裂准则；通过分 析煤岩层力学参数对水压裂缝扩展的影响，揭示了水压裂缝扩展至天然裂缝、煤 岩交界面等非连续结构面时的扩展规律；通过研究孔

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