本文關(guān)鍵詞：潘北礦A3煤層11313工作面底抽巷水力壓裂技術(shù)研究　出處：《安徽理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本文主要對潘北煤礦的水力壓裂卸壓增透技術(shù)進行研究,采用的是理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方法,以A3煤層11313工作面底板巷區(qū)域進行現(xiàn)場試驗,研究水力壓裂卸壓增透效果。其結(jié)果表明通過水力壓裂措施能提高A3煤層的透氣性、增大抽采半徑、提高抽采率、降低煤層突出危險性的目的。 本論文從力學(xué)理論、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗三個方面入手,針對高瓦斯低透氣性煤層穿層鉆孔水力壓裂增透技術(shù)進行了研究和分析。 從力學(xué)理論角度分析了穿層鉆孔水裂壓裂的起裂壓力和起裂位置：只考慮徑向水平應(yīng)力的條件下,起裂壓力為pH1=(1+λc)q0+2(1-λc)q0cos2θ+min{Rti}；只考慮軸向水平應(yīng)力的條件下,起裂壓力為pH2=q0cosα+λpq0sinα+min{ct}。因此,起裂壓力為pH=min{pH1,pH2},當(dāng)pH=pH2時,注水壓裂的鉆孔將會沿著某個層理面法線方向起裂,而且起裂于最弱層理面的位置處。當(dāng)pH=pH1時,起裂位置由min{Rti}和λc決定,當(dāng)λc3在內(nèi)水壓力的作用下,鉆孔的起裂位置將會在最弱煤分層段水平方向上,進而沿鉛垂方向起裂；當(dāng)時,則起裂于最弱煤分層段的鉛垂方向上,沿水平方向起裂。 通過RFPA2D-Flow軟件進行數(shù)值模擬,探究煤層埋深和水力壓裂起裂壓力之間的關(guān)系以及煤層瓦斯壓力對水力壓裂試驗的影響,得出煤巖體的起裂壓力隨著煤層埋深而增加。微裂壓力與埋深的關(guān)系為p=7.4014e0.0014h,相關(guān)性系數(shù)為0.9754；破裂壓力與埋深的關(guān)系為P=6.5764e0.0018h,相關(guān)性系數(shù)為0.9662；煤層瓦斯壓力會抵消部分注水壓力,所以瓦斯壓力越大,破裂煤體越困難。 在潘北礦11313底板巷水力壓裂試驗中,通過水力壓裂前后含水率、抽采半徑以及抽采效果的對比,得出：水力壓裂有效影響半徑為20m；有效抽采半徑由壓裂前的2.5m增大到6m；壓裂后,瓦斯抽采純量在峰值區(qū),與壓裂前瓦斯原始抽采純量相比平均提高6.42倍,瓦斯抽采純量穩(wěn)定后,與壓裂前瓦斯原始抽采純量相比平均仍提高2.16倍。 對潘北礦A3煤層層內(nèi)卸壓增透技術(shù)的研究,結(jié)合了現(xiàn)場實測,從而驗證了數(shù)值模擬計算的結(jié)果和力學(xué)分析的結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[Abstract]:This paper mainly studies the hydraulic fracturing and pressure relief and permeability increasing technology in Pan Bei Coal Mine. It adopts the method of combining theoretical analysis, numerical simulation and field test, and carries out field test on the floor area of A3 coal seam 11313 working face to study the effect of hydraulic fracturing and pressure relief and permeability increasing. The results show that the hydraulic fracturing measures can improve the permeability of A3 coal seam, increase the extraction radius, increase the extraction rate and reduce the danger of coal seam outburst.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD712.6

【參考文獻】

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本文編號：1343641