王峰煤矿3#煤顶板水力压裂裂缝扩展模拟研究

• 作者: 从常奎
• 来源期刊: 煤炭技术
• 学科: 工学
• 关键词: 水力压裂 裂缝发育 FLAC3D
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 安全技术与工程|Safety Technology and Engineering
• 页码范围: 137-141
• 页数: 5页
• 分类号: TD327.23
• 语种: 中文
• DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2022.01.031

摘要

针对王峰煤矿3#煤层瓦斯含量高、煤层碎软的特点,开展了王峰煤矿顶板定向长钻孔水力压裂裂缝发育规律研究,利用FLAC3D数值模拟分析了顶板水力压裂裂缝扩展演化特征,讨论了压裂孔直径和压裂压力对裂缝发育的影响规律.研究得出:当压裂压力为5～8 MPa时,裂缝首先在水平方向产生,垂直方向上均未产生裂隙;当压裂压力大于10 MPa时,随着压裂压力的增大,裂缝在竖直方向逐渐延伸,且裂缝宽度沿水平方向逐渐扩展;裂缝延伸方向主要沿最大主应力方向,在最大主应力方向上裂缝扩展的增长速度与压裂压力基本呈正相关.相同压裂压力条件下,压裂孔孔径越大,塑性区扩展长度越大,裂缝扩展越大;当压裂压力大于10 MPa后,垂直方向上的裂缝扩展速率大于水平方向,裂缝沿最大主应力方向扩展速度最快.综合得出,王峰煤矿3#煤的顶板水力压裂的钻孔直径为φ120 mm,压裂压力为10 MPa,可有效地指导工程实践.