多孔線性控制水力致裂機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2017-06-11 04:00
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【摘要】:多孔線性控制水力致裂技術(shù)是黃炳香教授最近提出的一項(xiàng)定向致裂技術(shù),此技術(shù)是通過(guò)在呈線性排列的多個(gè)鉆孔中同時(shí)注水來(lái)實(shí)現(xiàn)定向水力致裂,可用于煤巖層定向切縫、堅(jiān)硬頂板的定向處理、堅(jiān)硬頂煤的豎直方向破裂、應(yīng)力的定向轉(zhuǎn)移、防治沖擊礦壓、防治煤與瓦斯突出,提高瓦斯抽采的效果。其方法簡(jiǎn)單,施工方便,安全可靠,具有廣泛的實(shí)用性,在榆林柳巷煤礦進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中,效果好,有效弱化頂煤,實(shí)現(xiàn)頂煤的及時(shí)冒落。 本文以煤巖體水力致裂為基礎(chǔ),以彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)以及滲流力學(xué)等為理論基礎(chǔ),運(yùn)用水力致裂物理實(shí)驗(yàn)、RFPA2D-Flow數(shù)值分析、理論公式推導(dǎo)方法,對(duì)多孔線性控制水力致裂的機(jī)理進(jìn)行了深入的研究。研究表明滲透性對(duì)多孔線性控制水力致裂有影響,在其它條件不變的情況下,試塊孔隙度大小與致裂效果成正比。主應(yīng)力差、孔間距(L/D)及布孔方向與σ1方向夾角也對(duì)多孔線性控制水力致裂有較大影響,主應(yīng)力差值越小、孔間距越小、布孔方向與σ1方向夾角越小,致裂效果也就越好。而試塊節(jié)理裂隙過(guò)于發(fā)育時(shí),裂縫的轉(zhuǎn)向受到很大的影響,使多孔致裂的定向效果差。數(shù)值模擬表明注水方式改變不會(huì)對(duì)多孔線性控制水力致裂造成太大影響。應(yīng)力方向?qū)Χ嗫拙性控制水力致裂起著決定性的作用,在徑向縫應(yīng)力場(chǎng)條件下,試塊仍然被徑向致裂,并不能達(dá)到多孔線性致裂的目的(即形成沿布孔方向的軸向裂縫或裂縫帶),只有在軸向縫應(yīng)力場(chǎng)條件下,多孔線性控制水力致裂才有實(shí)現(xiàn)的可能。
【關(guān)鍵詞】:多孔線性控制 水力致裂 定向 準(zhǔn)則
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TD712.6
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-15
- 1 緒論15-22
- 1.1 問(wèn)題的提出及研究意義15-16
- 1.2 研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)16-20
- 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及研究方法20-22
- 2 多孔線性控制水力致裂的基本規(guī)律22-31
- 2.1 多孔線性控制水力致裂實(shí)驗(yàn)方案22-25
- 2.2 多孔線性控制水力致裂過(guò)程中水壓力及聲發(fā)射25-27
- 2.3 多孔線性控制水力致裂裂縫的典型空間形態(tài)及分析27-30
- 2.4 本章小結(jié)30-31
- 3 多孔線性控制水力致裂的影響因素分析31-55
- 3.1 應(yīng)力狀態(tài)對(duì)多孔線性控制水力致裂的影響32-45
- 3.2 孔間距(L/D)對(duì)多孔線性控制水力致裂的影響45-49
- 3.3 原生節(jié)理裂隙對(duì)多孔線性控制水力致裂的影響49-52
- 3.4 注水方式對(duì)多孔線性控制水力致裂的影響52-53
- 3.5 滲透性對(duì)多孔線性控制水力致裂的影響53-54
- 3.6 本章小結(jié)54-55
- 4 實(shí)現(xiàn)多孔線性控制水力致裂的條件或準(zhǔn)則55-67
- 4.1 理論公式的推導(dǎo)55-65
- 4.2 實(shí)現(xiàn)多孔線性控制水力致裂的條件65-66
- 4.3 本章小結(jié)66-67
- 5 多孔線性控制水力致裂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)67-71
- 5.1 工作面概況67
- 5.2 多孔線性控制水力致裂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案67-68
- 5.3 試驗(yàn)過(guò)程68-69
- 5.4 多孔線性控制水力致裂效果69-70
- 5.5 本章小結(jié)70-71
- 6 主要結(jié)論71-72
- 參考文獻(xiàn)72-77
- 作者簡(jiǎn)歷77-79
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集79
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
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2 冷雪峰,唐春安,李連崇,楊天鴻;非均勻孔隙壓力下水壓致裂的數(shù)值試驗(yàn)[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期
3 富向;劉洪磊;楊天鴻;楊宏偉;;穿煤層鉆孔定向水壓致裂的數(shù)值仿真[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年10期
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6 曲焱U
本文編號(hào):440667
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