本文利用理論分析、數(shù)值分析和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方法，在前人研究的基礎(chǔ)上針對演馬莊礦頂板抽采巷低滲透、高瓦斯及高壓力的具體特點，通過對定向壓裂增透技術(shù)進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，得到以下幾個方面的有益研究成果： （1）通過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弱面分別在原一級弱面空間邊緣端部以及沿原一級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）以演馬礦試驗煤層的現(xiàn)場數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用RFPA2D軟件從煤層的不同埋深對煤層壓裂透氣性進(jìn)行了分析，根據(jù)計算結(jié)果，分析了不同埋深下，不同增透范圍對增透效果的影響。 （4）并根據(jù)演馬礦頂板抽采巷的特點設(shè)計了有效的壓裂方案，壓裂后改變了之前透氣性低、抽采困難等問題，取得了較好的抽采效果。

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：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階段的時候產(chǎn)生增加。煤體開始發(fā)生塑性變形，曲線開始呈現(xiàn)下凹的變化的裂隙開始朝著某一....

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都是增加的，煤分層在彈部新裂隙產(chǎn)生時，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，隨著應(yīng)力的增大，應(yīng)變與滲透率也....

圖2-3壓裂液流動次序示意圖

弱面向周邊延伸、張開，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)實施水力壓裂之前，首先在井下或者地面實施壓裂鉆孔，然作用將壓裂液注入到煤層之中，在這個過程中鉆孔壁會發(fā)生破裂，后，壓....

本文編號：3893828