本文利用理論分析、數(shù)值分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，在前人研究的基礎(chǔ)上針對(duì)演馬莊礦頂板抽采巷低滲透、高瓦斯及高壓力的具體特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)定向壓裂增透技術(shù)進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，得到以下幾個(gè)方面的有益研究成果： （1）通過(guò)建立本煤層和穿層條件下弱面擴(kuò)展延伸的力學(xué)模型，分析次一級(jí)裂隙弱面擴(kuò)展延伸需要滿足的力學(xué)條件，是有效注水壓力必須克服原巖應(yīng)力和裂隙弱面處抗拉強(qiáng)度的綜合作用。并進(jìn)一步分析闡述了次級(jí)弱面分別在原一級(jí)弱面空間邊緣端部以及沿原一級(jí)弱面充水空間壁面上發(fā)生起裂的力學(xué)條件。 （2）結(jié)合鉆孔圍巖的應(yīng)力分布狀態(tài)，研究了低滲透煤層的致裂機(jī)理和高壓注水裂縫起裂和擴(kuò)展延伸機(jī)理。 （3）以演馬礦試驗(yàn)煤層的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用RFPA2D軟件從煤層的不同埋深對(duì)煤層壓裂透氣性進(jìn)行了分析，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，分析了不同埋深下，不同增透范圍對(duì)增透效果的影響。 （4）并根據(jù)演馬礦頂板抽采巷的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了有效的壓裂方案，壓裂后改變了之前透氣性低、抽采困難等問(wèn)題，取得了較好的抽采效果。

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1應(yīng)力—應(yīng)變曲線圖

圖2-1應(yīng)力—應(yīng)變曲線圖Fig.2-1Stress-straincurve2-1中，我們可以知道，受力作用前內(nèi)部裂隙處于閉合狀態(tài)，隨裂隙逐步增多發(fā)生類似直線的變化，繼續(xù)加壓到BC階段的時(shí)候產(chǎn)生增加。煤體開(kāi)始發(fā)生塑性變形，曲線開(kāi)始呈現(xiàn)下凹的變化的裂隙開(kāi)始朝著某一....

圖2-2煤分層滲透率與應(yīng)變關(guān)系示意圖

在峰前區(qū)內(nèi)，應(yīng)力和滲透率的變化趨勢(shì)都是增加的，煤分層在彈部新裂隙產(chǎn)生時(shí)，出現(xiàn)隨應(yīng)力的增高而降低的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡S應(yīng)力的加的狀態(tài)，此時(shí)的應(yīng)力變化始終是增加的�？芍�，在應(yīng)力增大應(yīng)變程中也有一樣的變化。故有受力之初，煤的滲透率先是逐步減小的內(nèi)部有新裂隙產(chǎn)生時(shí)，隨著應(yīng)力的增大，應(yīng)變與滲透率也....

圖2-3壓裂液流動(dòng)次序示意圖

弱面向周邊延伸、張開(kāi)，達(dá)到一定的程度后，這些裂隙相互貫通，最后形成體內(nèi)部的切割。通過(guò)擴(kuò)展弱面的空間體積大小和弱面的擴(kuò)展延伸，使得裂隙間形成貫通的管道，他們之間相互交織形成類似網(wǎng)狀的連通縫隙[46-48]。這些交織成的裂隙網(wǎng)絡(luò)，便使得煤層的滲透率得到改善和提高，從而達(dá)到改變煤透率的....

圖2-4鉆孔圍巖分布

于壓裂液對(duì)煤體的壓裂分解，致使內(nèi)部裂隙面發(fā)生擴(kuò)展延伸和貫通交織的裂隙網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到了提高煤層滲透率的目的。層鉆孔的圍巖特征及起裂機(jī)理本煤層中沿層鉆孔的起裂機(jī)理分析煤層內(nèi)實(shí)施水力壓裂之前，首先在井下或者地面實(shí)施壓裂鉆孔，然作用將壓裂液注入到煤層之中，在這個(gè)過(guò)程中鉆孔壁會(huì)發(fā)生破裂，后，壓....

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