發(fā)布時(shí)間：2018-06-09 04:20

  本文選題：定向水力壓裂 + 斷裂力學(xué)模型�。� 參考：《煤礦開采》2017年01期

【摘要】：為了研究煤礦井下水力壓裂初始裂紋起裂條件和起裂方向,在線彈性斷裂力學(xué)的基礎(chǔ)上,建立了圓形孔楔形切槽水力壓裂斷裂力學(xué)模型,模型切槽長度與鉆孔直徑接近,綜合計(jì)算分析了水力壓裂裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子。根據(jù)切槽尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子,運(yùn)用復(fù)合型裂紋脆性斷裂的最大環(huán)向拉應(yīng)力理論,分析了裂紋在地應(yīng)力場以及高壓水下的起裂條件和起裂方向,給出了相應(yīng)的計(jì)算方法。結(jié)合古書院礦15號(hào)煤的巖石力學(xué)參數(shù)和地應(yīng)力場數(shù)據(jù),計(jì)算出裂紋起裂壓力17.6MPa,起裂角度12.8°。并且在古書院礦153303工作面進(jìn)行了現(xiàn)場工業(yè)性實(shí)驗(yàn),現(xiàn)場實(shí)際起裂壓力與理論計(jì)算結(jié)果比較接近,從而驗(yàn)證了理論分析的可行性。
[Abstract]:In order to study the initial crack initiation condition and crack initiation direction of underground hydraulic fracturing in coal mine, on the basis of on-line elastic fracture mechanics, the fracture mechanics model of circular hole wedge cut groove hydraulic fracturing is established. The slot length of the model is close to that of drilling hole diameter. The stress intensity factor at the crack tip of hydraulic fracturing is comprehensively calculated and analyzed. Based on the stress intensity factor at the notch tip and the maximum toroidal tensile stress theory of the brittle fracture of a composite crack, the crack initiation conditions and the initiation direction under high pressure are analyzed and the corresponding calculation method is given. Based on the rock mechanical parameters and the in-situ stress field data of No. 15 coal in Guyuan Coal Mine, the crack initiation pressure of 17.6 MPA and the initiation angle of 12.8 擄are calculated. The field industrial experiment was carried out in 153303 face of Guyuan Coal Mine. The actual cracking pressure is close to the theoretical calculation result, which verifies the feasibility of theoretical analysis.
【作者單位】： 煤炭科學(xué)研究總院開采研究分院;天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部;
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(51304119) 天地科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(KJ-2015-TDKC-15)
【分類號(hào)】：TD82;TD32

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本文編號(hào)：1998874