煤巖體水力致裂的合理泵注時間研究
發(fā)布時間:2017-04-28 05:17
本文關(guān)鍵詞:煤巖體水力致裂的合理泵注時間研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:沖擊礦壓、堅硬頂板的懸頂、低滲透高瓦斯煤層瓦斯難抽采、堅硬厚頂煤難于冒放等技術(shù)難題是抑制煤礦安全高效開采的瓶頸,煤巖體水力致裂技術(shù)可以改變煤巖體的應(yīng)力狀態(tài),改變其宏、細觀結(jié)構(gòu),是一種行之有效的技術(shù)手段。隨著技術(shù)設(shè)備的不斷進步,合理泵注時間的確定成為現(xiàn)場應(yīng)用急需解決的問題。本文采用物理模擬實驗、理論分析和現(xiàn)場試驗等方法對煤巖體水力致裂的合理泵注時間進行了分析研究。采用了大尺寸真三軸實驗系統(tǒng)進行了物理模擬實驗。通過典型的實驗結(jié)果分析得出以下結(jié)論:煤巖體水力致裂過程大體上分水充滿管路階段、升壓起裂階段、裂縫充分擴展階段;煤巖體主裂縫大體垂直于最小主應(yīng)力方向擴展,主裂縫在空間形態(tài)上近似為一扁橢球體;注水總時間公式為:總1 2 3T=T+T+T,1T、2T、3T分別為三個階段所用的時間;谀芰渴睾愣、伯努利方程、裂縫擴展范圍和裂縫濾失體積計算等理論研究,結(jié)合實驗得出結(jié)論,推算出了水壓裂縫起裂時間、裂縫擴展時間,由此計算出了煤巖體水力致裂泵注總時間公式:本文計算出的泵注時間與傳統(tǒng)注水時間公式進行分析比較,結(jié)合現(xiàn)場煤巖體水力致裂工程實踐驗證公式的有效性和可靠度,合理泵注時間的水力致裂能夠改善堅硬頂板冒放性,提高頂煤回收率,降低頂煤塊度,減少煤壁片幫、冒頂?shù)目赡?取得了較為理想的致裂效果。
【關(guān)鍵詞】:煤巖體 水力致裂 泵注時間
【學位授予單位】:中國礦業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TD713.3;TD324
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-15
- 1 緒論15-23
- 1.1 問題的提出及研究意義15-16
- 1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢16-21
- 1.3 本文研究內(nèi)容和研究路線21-23
- 2 水力致裂合理泵注時間的實驗研究23-33
- 2.1 煤巖體物理力學性質(zhì)測試23-24
- 2.2 實驗系統(tǒng)和方法24-26
- 2.3 實驗方案26
- 2.4 實驗過程26-27
- 2.5 實驗結(jié)果及分析27-32
- 2.6 本章小結(jié)32-33
- 3 水力致裂合理泵注時間的理論分析33-46
- 3.1 管路和封孔器充滿時間T_1實測33-35
- 3.2 煤巖體初次破裂時間T_2計算35-37
- 3.3 煤巖體水力致裂主裂縫體積的理論計算37-40
- 3.4 弱化煤巖體滲流(濾失)時間的理論分析40-43
- 3.5 工程實踐中泵注總時間公式43-44
- 3.6 本章小結(jié)44-46
- 4 不同工程背景下水力致裂泵注時間的影響因素與參數(shù)確定方法46-52
- 4.1 堅硬巖層中水力致裂泵注時間計算46-47
- 4.2 煤層中水力致裂泵注時間的計算47-50
- 4.3 本章小結(jié)50-52
- 5 水力致裂合理泵注時間的現(xiàn)場試驗52-58
- 5.1 工作面條件52-53
- 5.2 煤巖體水力致裂概況53-54
- 5.3 理論計算公式與經(jīng)典公式的比較分析54-55
- 5.4 實測研究方案55-57
- 5.5 本章小結(jié)57-58
- 6 主要結(jié)論58-60
- 參考文獻60-64
- 作者簡歷64-66
- 學位論文數(shù)據(jù)集66
【參考文獻】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條
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本文編號:332205
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