配比煤水力壓裂起裂特性研究及破裂效果分析.pdf

1、水力壓裂技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個工程領(lǐng)域且已得到有效發(fā)展。在煤礦開采中，水力壓裂技術(shù)通過向煤層中注入高壓水破碎煤體、浸潤煤體，促使煤體沖擊危險性向深部轉(zhuǎn)移，達(dá)到有效緩解沖擊地壓的目的。由于現(xiàn)場水力壓裂技術(shù)具有不可重復(fù)性，近年來學(xué)者將研究焦點轉(zhuǎn)向?qū)嶒炇遥欢鴮嶒炇覍嶒灥牟煌晟?、可靠性以及實驗結(jié)果缺少評價成為本文的研究重點。
　　本文采用理論研究、實驗研究和數(shù)值模擬分析的方法進(jìn)行水力壓裂實驗研究，一方面對水力壓裂實驗進(jìn)行補(bǔ)充，另一方面通過理

2、論分析和數(shù)值模擬的比較驗證實驗的可靠性，并對實驗進(jìn)行探索性評價，主要包括以下內(nèi)容:
　　(1)實驗室水力壓裂實驗通過儀器合理布置與實驗的前期處理保證試樣能順利進(jìn)行，同時通過同種材料不同配比得出的不同單軸抗壓強(qiáng)度的試樣，且隨著單軸抗壓強(qiáng)度的增加水力壓裂實驗的試樣起裂壓力升高。
　　(2)通過水力壓裂實驗過程中的水壓檢測與試樣起裂過程觀察，得出不同單軸抗壓強(qiáng)度試樣在水力壓裂不同階段的試樣表面滲透情況與水壓變化過程各階段之間的關(guān)系

3、，同時觀察得到不同配比的試樣其水壓升高、起裂以及破裂的時間特點;
　　(3)通過ANSYS模擬軟件輸出的數(shù)據(jù)與實驗中各階段數(shù)據(jù)的計算結(jié)果誤差較小，為1.33％、0.98％、0.87％，因此可認(rèn)為實驗結(jié)果是較為準(zhǔn)確且實驗并沒有破壞試樣的斷裂力學(xué)性能，證明了實驗的準(zhǔn)確信，確保了實驗的可信度。
　　(4)通過多組實驗的數(shù)據(jù)整理和記錄，通過能量法與面積分?jǐn)?shù)法的相互驗證，得出同種配比的試樣其起裂效果隨著起裂壓力的升高，能量釋放越充分、