本文關(guān)鍵詞：高瓦斯低透氣性煤層水力壓裂增透技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在煤礦安全生產(chǎn)過程中,瓦斯一向是威脅煤礦安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。目前,通過瓦斯抽采,減少煤層中的瓦斯含量,是防治瓦斯災(zāi)害的重要舉措。然而,煤層開采深度的不斷增加,使煤層透氣性急劇性降低,從而使得瓦斯的抽采受到嚴重的影響。因此,如何提高煤層的透氣性成為實現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)的重要措施。 本論文從力學(xué)理論、計算機軟件模擬、現(xiàn)場試驗三個方面入手,針對高瓦斯低透氣性煤層水力壓裂增透技術(shù)進行了研究和分析。 首先,介紹了高瓦斯低透氣性煤層一些增透方法和水力壓裂增透技術(shù)的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀；介紹斷裂力學(xué)基本理論,重點介紹了裂紋及其分類、J積分原理以及脆性斷裂基本理論；針對水力壓裂,討論了壓裂前鉆孔圍巖力學(xué)特征,壓裂情況分為順層壓裂孔與穿層壓裂孔兩種情況,分別討論了這兩種情況下水力壓裂鉆孔周圍應(yīng)力和起裂位置等問題。 其次,利用RFPA2D—Flow軟件對李嘴孜煤礦A1煤層建立3個模型進行模擬研究,對A1煤層的壓裂半徑進行了模擬,分析不同地應(yīng)力條件下的壓裂路徑以及壓裂過程中的幾個階段,分析了水力壓裂過程中應(yīng)力和滲透性的變化。 最后,在李嘴孜煤礦32321底板巷進行水力壓裂增透技術(shù)現(xiàn)場試驗,通過水力壓裂前后透氣性系數(shù)、抽采半徑以及含水率的對比,充分說明了水力壓裂增透技術(shù)的可行性以及有效性,是高瓦斯低透氣性煤層增大透氣性提高瓦斯抽采率的重要措施。
【關(guān)鍵詞】：高瓦斯低透氣性煤層 水力壓裂 卸壓增透 數(shù)值模擬
【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】：2014
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-24
• 1.1 研究背景及意義14-17
• 1.2 高瓦斯低透氣性煤層增透方法17-18
• 1.3 水力壓裂技術(shù)發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3.1 水力壓裂技術(shù)的發(fā)展過程18-19
• 1.3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4 本文研究內(nèi)容22
• 1.5 采用技術(shù)路線22-24
• 2 水力壓裂機理分析24-40
• 2.1 斷裂力學(xué)基本理論24-30
• 2.1.1 裂紋及其分類24-25
• 2.1.2 J積分原理25-28
• 2.1.3 脆性斷裂基本理論28-30
• 2.2 煤層鉆孔周圍的圍巖特征30-32
• 2.3 順層鉆孔起裂機理分析32-34
• 2.3.1 注水后鉆孔周邊應(yīng)力分析32-33
• 2.3.2 理論條件下鉆孔起裂分析33-34
• 2.4 穿層鉆孔起裂機理分析34-39
• 2.4.1 穿層鉆孔圍巖的任意點處應(yīng)力分析34-36
• 2.4.2 穿層鉆孔起裂注水壓力和起裂位置的確定36-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 3 水力壓裂模擬研究40-54
• 3.1 數(shù)值模擬軟件RFPA簡介40-41
• 3.2 水力壓裂過程模擬及結(jié)果分析41-51
• 3.2.1 模型1的建立42-43
• 3.2.2 模擬結(jié)果分析43-44
• 3.2.3 模型2的建立44-45
• 3.2.4 水力壓裂路徑分析45-47
• 3.2.5 模型3的建立47-48
• 3.2.6 水力壓裂過程分析48-49
• 3.2.7 水力壓裂過程中應(yīng)力的變化情況49-51
• 3.2.8 水力壓裂對煤體滲透性影響情況51
• 3.3 本章小結(jié)51-54
• 4 工業(yè)性試驗54-80
• 4.1 礦井概況54
• 4.1.1 井田地理位置54
• 4.1.2 試驗煤層概況54
• 4.2 原始煤層參數(shù)測定54-60
• 4.2.1 透氣性系數(shù)測定54-55
• 4.2.2 原始煤層抽采半徑測定55-60
• 4.2.3 含水率測定60
• 4.3 水力壓裂試驗地點概況60-61
• 4.4 水力壓裂增透技術(shù)現(xiàn)場試驗61-65
• 4.4.1 水力壓裂系統(tǒng)及設(shè)備61-62
• 4.4.2 水力壓裂工藝流程62-64
• 4.4.3 水力壓裂現(xiàn)場試驗64-65
• 4.5 水力壓裂后效果測定65-79
• 4.5.1 水力壓裂影響半徑考察65-71
• 4.5.2 水力壓裂后透氣性系數(shù)的考察71
• 4.5.3 水力壓裂抽采效果的考察71-79
• 4.6 本章小結(jié)79-80
• 5 結(jié)論與展望80-82
• 5.1 主要結(jié)論80
• 5.2 展望80-82
• 參考文獻82-88
• 致謝88-90
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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  本文關(guān)鍵詞：高瓦斯低透氣性煤層水力壓裂增透技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：341709