软煤水力压裂孔周应力的时空演化研究

TD712.6%X936; 为揭示软煤压裂孔周致裂行为特征,依据时步均等划分方法将压裂过程分为 6 个阶段,对孔周应力的空间分布、随时间变化规律、水平应力差异系数的演化进行了PFC2D 离散元模拟研究.结果表明:水力压裂过程的1～4 阶段,最大主应力方向孔周应力增幅较大;5、6 阶段最小主应力方向的应力增幅迅速增大.孔周应力集中明显,接近孔周位置应力水平高.在应力集中影响范围内,x方向和y方向孔周应力路径趋势一致,水平应力差异系数相差较小,而在应力集中影响范围以外则恰恰相反.应力差异系数可反映裂隙发育的均匀程度,而应力集中程度影响着裂隙的发育和扩展范围,揭示了软煤水力压裂孔周扩孔致裂—应力外移...

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Published in矿业安全与环保 Vol. 51; no. 5; pp. 1 - 14
Main Authors 张跃兵, 胡千庭, 李全贵, 宋明洋, 武文宾, 曹偈
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 成都大学 应急管理学院,四川 成都 610106 01.10.2024
重庆大学 资源与安全学院,重庆 400044%重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400044
中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400037
重庆大学 资源与安全学院,重庆 400044%煤矿灾害防控全国重点实验室,重庆 400037
重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400044
Subjects
hydraulic fracturing
离散元模拟
裂隙发育
soft coal
软煤
应力集中
fissure development
stress concentration
瓦斯抽采
水力压裂
discrete element simulation
gas extraction
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ISSN1008-4495
DOI10.19835/j.issn.1008-4495.20230965

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Summary:TD712.6%X936; 为揭示软煤压裂孔周致裂行为特征,依据时步均等划分方法将压裂过程分为 6 个阶段,对孔周应力的空间分布、随时间变化规律、水平应力差异系数的演化进行了PFC2D 离散元模拟研究.结果表明:水力压裂过程的1～4 阶段,最大主应力方向孔周应力增幅较大;5、6 阶段最小主应力方向的应力增幅迅速增大.孔周应力集中明显,接近孔周位置应力水平高.在应力集中影响范围内,x方向和y方向孔周应力路径趋势一致,水平应力差异系数相差较小,而在应力集中影响范围以外则恰恰相反.应力差异系数可反映裂隙发育的均匀程度,而应力集中程度影响着裂隙的发育和扩展范围,揭示了软煤水力压裂孔周扩孔致裂—应力外移的行为特征.
ISSN:1008-4495
DOI:10.19835/j.issn.1008-4495.20230965