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题名基于水压致裂法的岩石抗拉强度研究
被引量：11
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作者
刘跃东
林健
冯彦军
司林坡
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机构
煤炭科学研究总院开采设计研究分院
天地科技股份有限公司开采设计事业部
煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期1781-1788,共8页
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基金
国家自然科学基金煤炭联合基金重点支持项目(No.U1261211)
中国煤炭科工集团重点项目(No.2014ZD001)~~
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文摘
为了揭示水压致裂法和巴西劈裂法测量岩石抗拉强度的关系,开展了理论和现场试验研究。基于经典的水压致裂法理论,推导了不同围压下钻孔破裂压力和抗拉强度。利用断裂力学理论建立了水压致裂法和巴西劈裂法测得抗拉强度的关系。利用预制切槽方法模拟天然裂纹,对水力裂缝的起裂压力进行了研究。结果表明:围压为最大主应力等于3倍最小主应力测得的抗拉强度大于围压为0测得的抗拉强度;水压致裂法和巴西劈裂法测量抗拉强度关系与应力场、裂纹长度、断裂韧度3个变量有关;通过在晋城矿区王台铺矿的预制切槽试验,运用断裂力学建立的抗拉强度计算式更为符合现场实际。研究结果可为坚硬难垮落顶板预制切槽的水力压裂设计提供参考。
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关键词
水压致裂
抗拉强度
断裂力学
预制切槽
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Keywords
hydraulic fracture
tensile strength
fracture mechanics
prefabricated fracture
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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题名水力压裂控制坚硬顶板室内试验及现场测试
被引量：10
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作者
段宏飞
杨强
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机构
大同煤矿集团有限责任公司
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
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出处
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2019年第7期26-30,共5页
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基金
大同市工业科技攻关计划资助项目(2016008)
国家自然科学基金资助项目(51279086)
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文摘
为了获得坚硬顶板在水力压裂作用下的裂缝扩展规律,采用室内试验研究了不同的预制横向切槽参数和泵注速率作用下的压裂效果。室内试验结果表明:预制横向切槽可有效的降低水力裂缝的起裂压力,较长的切槽长度与合适的切槽角度可使水力裂纹有更平滑的转向路径,从而改善近井筒区域裂缝复杂性。此外,对水力压裂的影响范围及效果进行了现场试验。现场试验结果表明:水力裂纹的扩展范围在30~50 m间,处理后的顶板无明显冲击性来压。随工作面推进顶板能及时跨落,说明水力压裂能有效控制坚硬顶板。
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关键词
水力压裂
顶板控制
预制切槽
横向切槽参数
泵注速率
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Keywords
hydraulic fracture
roof control
prefabricated grooving
transverse grooving parameters
pump injection rate
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分类号
TD327.2
[矿业工程—矿井建设]
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题名横向切槽几何形状对煤岩水力裂缝扩展影响分析
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作者
徐洲
谢昕
孔祥伟
姜国富
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机构
长江大学石油工程学院
油气钻采工程湖北省重点实验室
中海油研究总院有限责任公司
中石化西南石油工程有限公司
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出处
《能源与环保》
2024年第5期257-262,270,共7页
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基金
中海油十四五重点规划项目(CCL2022RCPS0471TSN)
国家自然科学基金项目(51904261)。
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文摘
为解决煤层渗透率低、抽采量小、抽采率低等特点的煤层气抽采难题,针对红庆河煤矿3-1煤层,考虑用试错法调整模型的细观参数来匹配煤样的宏观性质,建立了基于颗粒离散元程序的煤岩水力压裂流固耦合模型,采用颗粒粘结模型及光滑节理模型模拟煤岩结构特征,研究了条形、三角形和正方形预制横向切槽对煤岩起裂难易程度和裂缝扩展形态的影响规律。模拟结果表明,预制横向切槽可驱使其附近裂缝沿着切槽定向起裂、扩展,在控制相同的水压且围压比为1.0等变量的条件下,条形切槽的煤岩水力压裂裂缝条数最少但平均缝长最长,正方形切槽的煤岩水力压裂裂缝条数最多但平均缝长最短;综合对比下,正方形的横向切槽比条形槽和三角形槽更易形成复杂的缝网、增大煤层有效改造体积,3种横向切槽均能减小煤岩的起裂难度,横向切槽的尖端角越多,起裂难度越小;煤岩水力压裂中距离横向切槽孔较近部分的破坏形式主要为张拉破坏,裂缝较为平直且不出现分叉,距离横向切槽孔较远部分开始出现剪切破坏。
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关键词
煤岩
离散元
预制横向切槽
水力压裂
起裂
裂缝扩展
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Keywords
coal and rock
discrete element
prefabricated transverse groove
hydraulic fracturing
fracture initiation
fracture extension
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分类号
TE28
[石油与天然气工程—油气井工程]
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