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(gè)工程領(lǐng)域且已得到有效發(fā)展。在煤礦開(kāi)采中，水力壓裂技術(shù)通過(guò)向煤層中注入高壓水破碎煤體、浸潤(rùn)煤體，促使煤體沖擊危險(xiǎn)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(chǎng)水力壓裂技術(shù)具有不可重復(fù)性，近年來(lái)學(xué)者將研究焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)室，然而實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的不完善、可靠性以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺少評(píng)價(jià)成為本文的研究重點(diǎn)。
　　本文采用理論研究、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬分析的方法進(jìn)行水力壓裂實(shí)驗(yàn)研究，一方面對(duì)水力壓裂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充，另一方面通過(guò)理

2、論分析和數(shù)值模擬的比較驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的可靠性，并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索性評(píng)價(jià)，主要包括以下內(nèi)容:
　　(1)實(shí)驗(yàn)室水力壓裂實(shí)驗(yàn)通過(guò)儀器合理布置與實(shí)驗(yàn)的前期處理保證試樣能順利進(jìn)行，同時(shí)通過(guò)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(shí)驗(yàn)的試樣起裂壓力升高。
　　(2)通過(guò)水力壓裂實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的水壓檢測(cè)與試樣起裂過(guò)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(guò)程各階段之間的關(guān)系

3、，同時(shí)觀察得到不同配比的試樣其水壓升高、起裂以及破裂的時(shí)間特點(diǎn);
　　(3)通過(guò)ANSYS模擬軟件輸出的數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)中各階段數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果誤差較小，為1.33％、0.98％、0.87％，因此可認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果是較為準(zhǔn)確且實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有破壞試樣的斷裂力學(xué)性能，證明了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確信，確保了實(shí)驗(yàn)的可信度。
　　(4)通過(guò)多組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)整理和記錄，通過(guò)能量法與面積分?jǐn)?shù)法的相互驗(yàn)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、