煤层水力压裂裂缝扩展规律及瓦斯抽采钻孔优化研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 目录 | 第8-10页 |
| 1 绪论 | 第10-26页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 低透气性煤层采前抽采瓦斯的增透方法 | 第11-13页 |
| 1.3 研究现状 | 第13-22页 |
| 1.3.1 煤层水力压裂研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3.2 水压裂缝形态与裂缝扩展规律研究现状 | 第14-19页 |
| 1.3.3 水力压裂真三轴试验研究现状 | 第19-20页 |
| 1.3.4 煤层井下瓦斯抽采钻孔优化研究现状 | 第20-22页 |
| 1.4 研究内容 | 第22-23页 |
| 1.5 研究方法和技术路线 | 第23-26页 |
| 2 煤岩基本力学性质测试 | 第26-44页 |
| 2.1 煤岩和顶底板基本力学性质测试 | 第26-28页 |
| 2.2 煤岩的孔隙特征及连通性 | 第28-31页 |
| 2.3 水力压裂与煤岩应力‐应变及渗透率演化关系 | 第31-34页 |
| 2.3.1 煤岩的全应力‐应变与渗透率演化规律 | 第31-32页 |
| 2.3.2 煤岩卸围压应力‐应变与渗透率演化规律 | 第32-34页 |
| 2.4 声发射测量地应力 | 第34-43页 |
| 2.4.1 地应力在水力压裂中的作用 | 第34页 |
| 2.4.2 声发射测量地应力 | 第34-39页 |
| 2.4.3 矿区地应力场 | 第39-43页 |
| 2.5 小结 | 第43-44页 |
| 3 煤层钻孔水力压裂裂缝扩展规律研究 | 第44-64页 |
| 3.1 煤层水力压裂破裂准则 | 第44-45页 |
| 3.2 水压裂缝形态与地应力 | 第45-48页 |
| 3.3 压裂钻孔憋压模型 | 第48-50页 |
| 3.4 水压裂缝与天然裂缝遭遇模型 | 第50-54页 |
| 3.5 水力压裂垂直裂缝扩展模型 | 第54-60页 |
| 3.6 水压裂缝控制技术 | 第60-62页 |
| 3.7 小结 | 第62-64页 |
| 4 煤层水力压裂裂缝扩展规律试验研究 | 第64-102页 |
| 4.1 相似试验原理 | 第64-66页 |
| 4.2 模拟煤岩相似材料试验研究 | 第66-73页 |
| 4.2.1 原煤相似材料试验过程 | 第66-68页 |
| 4.2.2 试验结果及分析 | 第68-72页 |
| 4.2.3 煤层及顶底板相似材料的制备 | 第72-73页 |
| 4.3 真三轴水力压裂试验系统 | 第73-76页 |
| 4.4 煤层水力压裂模拟试验研究 | 第76-101页 |
| 4.4.1 水压裂缝扩展的基本规律 | 第77-81页 |
| 4.4.2 围压水平主应力比对煤层水压裂缝的影响 | 第81-88页 |
| 4.4.3 等围压水压裂缝的扩展规律 | 第88-90页 |
| 4.4.4 煤层预制裂隙水压裂缝扩展规律 | 第90-92页 |
| 4.4.5 煤层水压裂缝转向扩展规律 | 第92-94页 |
| 4.4.6 两层煤层联合压裂的水压裂缝扩展规律 | 第94-97页 |
| 4.4.7 预制钻孔煤层水压裂缝扩展规律 | 第97-101页 |
| 4.5 小结 | 第101-102页 |
| 5 水力压裂对煤层瓦斯抽采钻孔优化研究 | 第102-118页 |
| 5.1 水力压裂对煤层的多重效应 | 第102-103页 |
| 5.2 椭圆形裂缝周围的塑性区 | 第103-105页 |
| 5.3 瓦斯抽采钻孔优化研究 | 第105-112页 |
| 5.3.1 钻孔有效抽采半径的确定 | 第106-108页 |
| 5.3.2 煤层瓦斯抽采钻孔优化研究 | 第108-109页 |
| 5.3.3 煤层瓦斯抽采钻孔的优化布置 | 第109-112页 |
| 5.4 煤层水力压裂工艺研究 | 第112-117页 |
| 5.4.1 煤层水力压裂工艺研究概况 | 第112-113页 |
| 5.4.2 煤层水力压裂可行性研究 | 第113-114页 |
| 5.4.3 煤层水力压裂方式的选择 | 第114页 |
| 5.4.4 煤层水压裂缝监测与效果评价 | 第114-115页 |
| 5.4.5 煤层水力压裂工艺研究 | 第115-117页 |
| 5.5 小结 | 第117-118页 |
| 6 工程应用 | 第118-138页 |
| 6.1 M6‐3 煤层水力压裂概况 | 第118-126页 |
| 6.1.1 S2611工作面下顺槽压裂概况 | 第118-119页 |
| 6.1.2 水力压裂钻孔设计及压裂过程 | 第119-121页 |
| 6.1.3 煤层压裂的影响范围分析 | 第121-123页 |
| 6.1.4 压裂效果评价 | 第123-126页 |
| 6.2 多煤层联合压裂概况 | 第126-135页 |
| 6.2.1 +380N3区抬高石门水力压裂概况 | 第126页 |
| 6.2.2 压裂钻孔设计及压裂过程 | 第126-128页 |
| 6.2.3 石门压裂的影响范围分析 | 第128-132页 |
| 6.2.4 压裂效果评价 | 第132-135页 |
| 6.3 小结 | 第135-138页 |
| 7 结论与展望 | 第138-142页 |
| 7.1 主要结论 | 第138-140页 |
| 7.2 创新点 | 第140页 |
| 7.3 展望 | 第140-142页 |
| 致谢 | 第142-144页 |
| 参考文献 | 第144-156页 |
| 附录 | 第156-157页 |
| A：作者在攻读博士学位期间的科研情况 | 第156页 |
| B：攻读博士学位期间发表论文情况 | 第156页 |
| C：作者在读博期间参与申请的专利 | 第156-157页 |
| D：攻读博士期间所获荣誉 | 第157页 |
