煤巖體水力致裂的合理泵注時(shí)間研究.pdf

1、沖擊礦壓、堅(jiān)硬頂板的懸頂、低滲透高瓦斯煤層瓦斯難抽采、堅(jiān)硬厚頂煤難于冒放等技術(shù)難題是抑制煤礦安全高效開采的瓶頸，煤巖體水力致裂技術(shù)可以改變煤巖體的應(yīng)力狀態(tài)，改變其宏、細(xì)觀結(jié)構(gòu)，是一種行之有效的技術(shù)手段。隨著技術(shù)設(shè)備的不斷進(jìn)步，合理泵注時(shí)間的確定成為現(xiàn)場應(yīng)用急需解決的問題。本文采用物理模擬實(shí)驗(yàn)、理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn)等方法對(duì)煤巖體水力致裂的合理泵注時(shí)間進(jìn)行了分析研究。
　　采用了大尺寸真三軸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了物理模擬實(shí)驗(yàn)。通過典型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2、分析得出以下結(jié)論：煤巖體水力致裂過程大體上分水充滿管路階段、升壓起裂階段、裂縫充分?jǐn)U展階段；煤巖體主裂縫大體垂直于最小主應(yīng)力方向擴(kuò)展，主裂縫在空間形態(tài)上近似為一扁橢球體；注水總時(shí)間公式為：T總=T1+T2+T3,T1、T2、T3分別為三個(gè)階段所用的時(shí)間。
　　基于能量守恒定律、伯努利方程、裂縫擴(kuò)展范圍和裂縫濾失體積計(jì)算等理論研究，結(jié)合實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，推算出了水壓裂縫起裂時(shí)間、裂縫擴(kuò)展時(shí)間，由此計(jì)算出了煤巖體水力致裂泵注總時(shí)間公式：此