煤矿开采

2017, v.22;No.134(01) 11-14+30

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煤岩体定向圆形孔楔形切槽水力压裂起裂分析研究
Analysis of Fracture Initiation of Hydraulic Fracturing with Directional Round Hole and Wedge Slot in Coal and Rock

伊丙鼎;吕华文;

摘要(Abstract):

为了研究煤矿井下水力压裂初始裂纹起裂条件和起裂方向,在线弹性断裂力学的基础上,建立了圆形孔楔形切槽水力压裂断裂力学模型,模型切槽长度与钻孔直径接近,综合计算分析了水力压裂裂纹尖端应力强度因子。根据切槽尖端应力强度因子,运用复合型裂纹脆性断裂的最大环向拉应力理论,分析了裂纹在地应力场以及高压水下的起裂条件和起裂方向,给出了相应的计算方法。结合古书院矿15号煤的岩石力学参数和地应力场数据,计算出裂纹起裂压力17.6MPa,起裂角度12.8°。并且在古书院矿153303工作面进行了现场工业性实验,现场实际起裂压力与理论计算结果比较接近,从而验证了理论分析的可行性。

关键词(KeyWords): 定向水力压裂;断裂力学模型;裂纹起裂条件和方向;最大环向拉应力理论

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金青年基金资助项目(51304119);; 天地科技创新基金项目(KJ-2015-TDKC-15)

作者(Author): 伊丙鼎;吕华文;

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