水力压裂切割煤层顶板力学机理及参数优化

摘要：

煤层开采中,上顶板难以断裂,易形成大面积悬顶结构,进而诱发严重的冲击地压等灾害,不利于矿井的安全高效生产.针对利用水力压裂技术解决煤层上悬顶的工程问题,采用地质-工程一体化模拟技术,考虑岩层纵向分层属性,建立了大尺度水平井段内多簇压裂精细模型,开展了水力压裂切割煤层厚顶板力学机理和施工参数优化研究.研究结果表明:①水平井多级压裂能够充分切割上顶板,产生密切割缝网结构,附加诱导应力值增大10％,能够有效解决悬顶卸压问题;②高黏滑溜水+交联冻胶压裂液体系形成的裂缝体积高于低黏滑溜水体系约40％;③影响裂缝扩展的主控因素从强到弱依次为:压裂液类型、地层物性、液量、排量、段长.本文耦合地质建模-裂缝扩展-应力计算,深入研究了水力压裂裂缝扩展规模及其对厚层顶板弱化改造程度,研究成果将指导含厚层顶板煤层安全高效开发.

关键词：硬厚顶板、水平井、裂缝扩展、地应力、参数优化

所属期刊栏目：22

分类号：TD327(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金52174045

在线出版日期：2022-08-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：8253-8261