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本煤層水力壓裂及增透范圍研究 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 （學(xué)術(shù)學(xué)位） 學(xué)生姓名：趙 源 指導(dǎo)教師：曹樹剛 教授 專 業(yè)：采礦工程 學(xué)科門類：工 學(xué) 重慶大學(xué)資源及環(huán)境科學(xué)學(xué)院 二O 一五年四月 Study on Hydraulic Fracturing in Mining-Coal Bed and Permeability Improved Range A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Master’s Degree of Engineering By Zhao Yuan Supervised by Prof. Cao ShuGang Specialty: Mining Engineering College of Resources and Environmental Science Chongqing University, Chongqing, China. April, 20 15 中文摘要 摘 要 我國是世界上瓦斯災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。隨著開采向深部的擴(kuò)展，瓦斯災(zāi)害 將更趨嚴(yán)重。而水力壓裂增透技術(shù)作為瓦斯抽采的主要方法之一，能有效地增加煤 層透氣性，提高瓦斯抽采率，從根本上解決瓦斯所帶來的問題。本文主要圍繞煤層 水力壓裂及其增透的影響范圍為研究主線，以理論分析為研究基礎(chǔ)，數(shù)值模擬和試 驗(yàn)研究為手段，分析水力壓裂的起裂位置、發(fā)展方向，并用數(shù)值模擬進(jìn)行了驗(yàn)證； 分析壓裂液對(duì)瓦斯的驅(qū)趕作用，對(duì)煤體瓦斯吸附解吸和滲流作用的影響；根據(jù)煤體 的基質(zhì)孔隙、裂隙結(jié)構(gòu)以及煤巖體物理力學(xué)性質(zhì)的差異，分析煤體水力壓裂的增透 機(jī)理，并建立壓裂增透的模擬模型，研究煤巖體的橫向有效增透范圍和面積。通過 研究，獲得了以下幾個(gè)方面的進(jìn)展： ① 對(duì)水力壓裂進(jìn)行理論建模，得到壓裂孔周圍應(yīng)力分布函數(shù)，引入第一強(qiáng)度 理論得到：當(dāng)λ 1時(shí)，，壓裂孔將在垂直方向起裂，且λ越小起裂壓力越��；當(dāng)λ 1 時(shí)，壓裂孔將沿著水平方向起裂，且λ越大，起裂壓力越小。當(dāng)λ 1時(shí)，壓裂孔起 2??? ??? 裂方向呈隨機(jī)性，用第一強(qiáng)度理論判別可

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