谢桥煤矿B8煤层水力压裂增透技术研究.pdf

中图分类号四2 1 3 论文编号 学科分类号 安徽理工大学 硕士学位论文 谢桥煤矿B8 煤层水力压裂增透技术研究 作者姓名奎经国 专业名称塞全型堂皇工猩 研究方向贮羞亘堑塞圭渔理 导师姓名麴亡蕉塾援 导师单位鱼星遮皇窒全堂院 答辩委员会主席筮量徨塾援 论文答辩日期2 0 1 6 年6 月4 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 6 年6 月8 日 国家自然科学基金资助项目 5 1 5 7 4 0 0 9 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni nS a f e t yT e c h n o l o g ya n dE n g i n e e r i n g S t u d yo nh y d r a u l i cf r a c t u r i n gt e c h n o l o g yo fX i eQ i a oi n B 8c o a lm i n e C a n d i d a t e L iJ i n g - g u o S u p e r v i s o r D a iG u a n g - l o n g E n e r g ya n dS a f e t yS c h o o l A n H u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，S h u n g e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A N a t i o n a lN a t u r eS c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a 515 7 4 0 0 9 万方数据 独创性声明 ㈣舢I l I l | I I l l I l I I 洲m 洲m ㈣Ⅲ Y 3 0 10 5 7 9 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得塞徼堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名拳琵闰日甄．讼f 6 牟参日勿a 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞徵理王太堂有保留、使用学位 论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权 单位属于塞邀理工大堂。学校有权保留并向国家有关部门或机 构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名疹够囝 签字日期加／≮∥月舻日 导师签名签字日期≯∥年多月印日 万方数据 摘要 摘要 针对谢桥煤矿二水平东一B 组采区下部车场揭B 8 煤层区域低透气性、易诱 导突出等问题，提出了重复压裂、压一冲结合的新型水力压裂增透方法对揭煤区 域瓦斯进行强化抽采。采用理论分析、数值模拟和相似模拟试验相结合的研究方 法，分析了新型水力压裂强化煤层增透机制，研究了煤层起裂特征与应力演化规 律，并开展了现场工业试验进行验证。具体研究方法与结论如下 1 现场实测了揭煤区域B 8 煤层的瓦斯基础参数，得到煤层原始瓦斯压力 与含量分别为0 ．9 4 M P a 和6 ．0 m 3 ／t ，煤层原始透气性系数为0 ．0 1 4 7m 2 ／ M P a 2 d ， 属于高瓦斯、低透气性煤层。 2 依据最大拉应力准则，通过对裂隙前段进行受力分析，得到煤层起裂 压力临界值计算公式，总结分析了定向水力压裂的裂隙起裂、延伸机理和增透作 用，重复水力压裂的裂隙起裂、延伸机理和产生转向裂隙的条件，并根据定向压 裂和重复压裂技术的增透机制，优化了目前井下穿层钻孔水力压裂技术措施。 3 采用R F P A 2 D - F l o w 软件数值模拟分析了在单孔压裂和双孔压裂不同模式 下，煤层起裂特征及压裂孔周围煤层应力演化规律，得到B 8 煤层起裂压力值为 3 0 M P a ，单孔压裂时会在压裂孔周围形成应力降低区、应力集中区、应力过度区 和原始应力区，而采用双孔压裂 压裂孑L 距1 4 ～1 5 m 能有效消除应力集中区。 4 依据相似准则构建水力压裂相似模拟试验系统，开展了重复水力压裂 相似模拟试验，获得了重复压裂过程中B 8 煤层起裂压力为3 1 ．2 ～3 6 ．4 M P a 之 间，与数值模拟相符；分析了煤层顶板各测点的应力变化规律随着压裂的重复 实施，煤层起裂压力随之降低，压裂影响范围逐渐增大，因此，可通过实施重复 水力压裂扩大压裂的影响范围。 5 开展了现场工业试验，并对其效果进行了考察，得到在3 5 M P a 水压下， 煤层透气性系数提高了5 7 ～8 8 倍，由难以抽采煤层转化为可以抽采煤层；在相 同条件下，与地质条件相同的、仅实施普通水力压裂增透技术的东翼C 组轨道石 门揭B 8 煤层钻场相比，单孔抽采平均纯量增加了约1 5 0 ％，单孔抽采平均浓度上 升了8 0 ％；抽采完成后，煤层残余瓦斯压力、含量分别为0 ．3 6 M P a 、3 ．6 m 3 ／t ，揭 煤区域的突出危险性消除，有效保证了B 8 煤层的安全揭煤。 图【4 5 】表[ 1 9 】参[ 6 0 】 关键词水力压裂；煤层增透；数值模拟；相似模拟；瓦斯抽采；煤与瓦斯突出 分类号T D 7 1 2 ．6 1 万方数据 安徽理工人学硕士学位论文 万方数据 A b s t a c t A b s t r a c t A i m i n ga tt h ep r o b l e mo fl o wp e r m e a b i l i t ya n de a s yi n d u c t i o no fB 8c o a ls e a m i nt h eX i eQ i a oc o a lm i n e ，An e wh y d r a u l i cf r a c t u r i n gm e t h o dw i t hr e p e a t e d f r a c t u r i n ga n dc o m b i n a t i o no fh y d r a u l i cf r a c t u r i n ga n dp u n c h i n g i sp u tf o r w a r dt o s t r e n g t h e nt h eg a si nt h ec o a lu n c o v e r i n ga r e a ．B yu s i n gar e s e a r c hm e t h o d s ，i n c l u d i n g t h e o r e t i c a la n a l y s i s ，n u m e r i c a ls i m u l a t i o na n ds i m i l a r i t ys i m u l a t i o nt e s t ，a n a l y z i n gt h e n e wt y p eo fh y d r a u l i cf r a c t u r i n gS t r e n g t h e n i n gm e c h a n i s mo fc o a ls e a mp e r m e a b i l i t y ， s t u d y i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so f c o a ls e a mc r a c k i n ga n dt h el a wo fs t r e s se v o l u t i o n ．A n d i n d u s t r i a le x p e r i m e n ti sc a r r i e do u t ．T h es p e c i f i cr e s e a r c hm e t h o d sa n dc o n c l u s i o n s a r ea sf o l l o w s F i r s t ．A n a l y z i n gt h em e c h a n i s mo ff r a c t u r eo p e n i n ga n de x p a n s i o ni n d u c e db y h y d r a u l i cf r a c t u r i n g ，s t u d y i n gt h es e a mc r a c kc h a r a c t e r i s t i c sa n df r a c t u r ea r o u n dt h e h o l es t r e s so fc o a ls e a me v o l u t i o nb yu s i n gn u m e r i c a ls i m u l a t i o nm e t h o d ，u n d e r d i f f e r e n tm o d e so fs i n g l eh o l ef r a c t u r i n ga n dd o u b l eh o l ef r a c t u r i n g ，t h ep a p e rf i n d s B 8c o a ls e a n lp r e s s u r ev a l u ei s3 0 M P aa n dt h es t r e s sr e d u c t i o nz o n e ，s t r e s s c o n c e n t r a t i o nz o n e ，s t r e s sz o n ea n dt h eo r i g i n a ls t r e s sz o n eC a nb ef o r m e da r o u n dt h e h o l e ．W h i l et h ed o u b l ef r a c t u r i n g s p a c eo ff r a c t u r i n gh o l ei sb e t w e e n14a n d15 m c a ne f f e c t i v e l ye l i m i n a t et h es t r e s sc o n c e n t r a t i o nz o n e ． S e c o n d ．T h r o u g ht h ei m p l e m e n t a t i o no fr e p e a t e dh y d r a u l i cf r a c t u r i n gs i m u l a t i o n t e s t , T h el a wo fc r a c kp r e s s u r ea n dr o o fs t r e s si nt h ep r o c e s so fr e p e a t e df r a c t u r i n gi s s t u d i e d ．F i n dt h a tt h ef r a c t u r ep r e s s u r eo fB 8c o a ls e a mi sb e t w e e n31 ．2a n d3 6 ．4 M P a , w h i c hi si na g r e e m e n tw i t ht h en u m e r i c a ls i m u l a t i o n ．W i t ht h er e p e a t e df r a c t u r i n g ，t h e f r a c t u r i n gp r e s s u r eo ft h ec o a ls e a mi sd e c r e a s e d ，a n dt h er a n g eo ff r a c t u r i n ge f f e c ti s i n c r e a s e dg r a d u a l l y ． L a s t ．T h r o u g h t h ef i e l di n d u s t r i a lt e s t ，i n v e s t i g a t i n gt h ee f f e c to fi n c r e a s i n g p e n e t r a t i o n ，T h ep a p e rf i n d st h a ti nt h e3 5 M P a u n d e rp r e s s u r e ，c o a ls e a mp e r m e a b i l i t y c o e f f i c i e n ti n c r e a s e db y57 ～8 8t i m e s ，b yt h ed i f f i c u l t yo fe x t r a c t i n gt h ec o a ls e a m c a nb ec o n v e r t e di n t oc o a ls e a me x t r a c t i o n ．U n d e rt h es a m ec o n d i t i o n s ，a n dg e o l o g i c a l c o n d i t i o n sa r et h es a m e ，o n l yt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ec o n v e n t i o n a lh y d r a u l i c f r a c t u r i n gf o re n h a n c e m e n to fp e n e t r a t i o nt e c h n o l o g yi nE a s tW i n gG r o u pC t r a c k u n c o v e r i n gB 8c o a ls e a md r i l l i n gf i e l dc o m p a r e dt os i n g l eh o l ed r a i n a g ea v e r a g en e t I I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 a m o u n ti n c r e a s e db ya b o u t15 0 ％，s i n g l eh o l ep u m p i n gm i n i n ga v e r a g ec o n c e n t r a t i o n i si n c r e a s e db y8 0 ％．A f t e rt h ee x t r a c t i o n ，t h er e s i d u a lg a sp r e s s u r ea n dc o n t e n to fc o a l s e a ma r e0 ．3 6 M P aa n d3 ．6 m 3 ／tr e s p e c t i v e l y , w h i c he l i m i n a t et h eo u t b u r s td a n g e ro f u n c o v e r i n gc o a la r e a , w h i c hc a ne f f e c t i v e l ye n s u r et h es a f e t yo f c o a ls e a mi nB 8c o a l S e a m ． F i g u r e 【4 5 ] t a b l e [ 19 】r e f e r e n c e [ 6 0 ] K e y W o r d s h y d r a u l i cf r a c t u r i n g ，c o a ls e a mp e r m e a b i l i t y , n u m e r i c a ls i m u l a t i o n ，g a s d r a i n a g e ，c o a la n dg a so u t b u r s t I V 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 A b s t r a c t ．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯．．．．．．．．．．．．⋯．．．．I I I 1 绪{ 仑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 1 ．2 国内外研究现状及存在的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．2 ．1 水力压裂技术研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．2 ．2 存在的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 1 ．3 主要研究内容与技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 1 ．3 ．1 主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。．4 1 ．3 ．2 研究技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 2 煤层基础参数测算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 ．1 煤层赋存条件及项底板岩性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 2 ．2 煤层瓦斯基础参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 2 ．3 煤体力学参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一9 2 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 3 水力压裂增透原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 3 ．1 水力压裂裂隙起裂及扩展分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 3 ．2 定向水力压裂裂隙扩展及增透分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 3 ．3 重复水力压裂裂隙扩展及增透分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 3 ．4 压裂增透方法优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 3 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 4 水力压裂数值模拟研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 7 4 ．1 煤岩破裂过程渗流一应力一损伤耦合模型与数值方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 7 4 ．1 ．1R F P A 2 0 一F l o w 渗流版简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 4 ．1 ．2 渗流一应力耦合方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 4 ．1 ．3 渗流一损伤耦合方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 4 ．2 单孔水力压裂数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 4 ．2 ．1 建立计算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 4 ．2 ．2 数值模拟结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 4 _ 3 双孔水力压裂数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 4 ．3 ．1 模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 V 万方数据 安徽理工人学硕士学位论文 4 ．3 ．2 数值模拟结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 4 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 5 水力压裂相似模拟试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 5 ．1 相似理论及相似材料配比选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 5 ．1 ．1 相似理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 5 ．1 ．2 相似材料配比选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 5 ．2 水力压裂相似模拟试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 5 ．2 ．1 水力压裂相似模拟试验系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 5 ．2 ．2 试验方案及模型制作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 5 ．2 - 3 试验过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 5 ．2 ．4 试验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 5 ．3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 6 水力压裂工程试验与增透效果考察⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 9 6 ．1 工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 6 ．2 水力压裂工艺流程的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 0 6 ．3 水力压裂现场实施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 6 ．3 ．1 压裂钻孔设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 6 ．3 ．2 压裂钻孔封孔工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 6 ．3 ．3 水力压裂注水系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 6 ．3 ．4 水力压裂实施步骤及现场实施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 6 ．4 水力压裂增透效果考察⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 6 ．4 ．1 揭煤区域钻孑L 抽采瓦斯影响半径考察⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 6 ．4 ．2 钻孔瓦斯流量衰减系数及煤层透气性系数考察⋯⋯⋯⋯⋯6 0 6 ．4 ．3 抽采瓦斯效果考察⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 6 ．4 ．4 残余瓦斯压力与含量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 6 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 7 结论及展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 7 7 ．1 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 7 7 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 8 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 9 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 3 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 4 V T 万方数据 C o n t e n t s C o n t e n t s A b s t a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．I 1I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1R e s e a r c hb a c k g r o u n da n d s i g n i f i c a n c e ．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．2R e s e a r c hs t a t u sa n de x i s t i n gp r o b l e m so f r e s e a r c h ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1 ．2 ．1R e s e a r c hs t a t u so fh y d r a u l i cf r a c t u r i n gt e c h n o l o g y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．2E x i s t i n gp r o b l e m s ．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．，，．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．，，．．，．．．．．．．．．．．4 1 ．3R e s e a r c hc o n t e n t sa n di d e a s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1 ．3 ．1T h em a i nc o n t e n to f t h es t u d y ．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1 ．3 ．2R e s e a r c hi d e a sa n dm a i nt e c h n i c a lr o u t e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 2C a l c u l a t i o no f b a s i cp a r a m e t e r so f c o a ls e a m ．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2 ．1O c c u r r e n c ec o n d i t i o no f c o a ls e a ma n dl i t h o l o g yo f r o o f a n df l o o r ⋯⋯．．7 2 ．2B a s i cp a r a m e t e r so f c o a ls e a m g a s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2 ．3D e t e r m i n a t i o no f m e c h a n i c a lp a r a m e t e r so f c o a l ．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．9 2 ．4S u m m a r y ．．．．．．．⋯．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 0 3S t u d yo nt h ep r i n c i p l eo f h y d r a u l i cf r a c t u r i n g ．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．．．．．．．．⋯．．．．．．11 3 ．1A n a l y s i so ff r a c t u r ei n i t i a t i o na n dp r o p a g a t i o ni nh y d r a u l i cf r a c t u r i n g ．1 1 3 ．2F r a c t u r ep r o p a g a t i o na n da n a l y s i so f d i r e c t i o n a lh y d r a u l i cf r a c t u r i n g ．．1 2 3 ．3F r a c t u r ep r o p a g a t i o na n da n a l y s i so fr e p e a t e dh y d r a u l i cf r a c t u r i n g ．．．．．．1 3 3 ．4O p t i m i z a t i o no f h y d r a u l i cf r a c t u r i n gm e t h o d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 4 3 ．5S u m m a r y ．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 5 4N u m e r i c a ls i m u l a t i o no f h y d r a u l i c f r a c t u r i n g ．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 4 ．IC o u p l i n gm o d e la n dn u m e r i c a lm e t h o do fs e e p a g ea n ds t r e s sd a m a g ei n t h ep r o c e s so f c o a lr o c kf r a c t u r e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．1 7 4 ．1 ．1T h ee d i t i o no f R F P A 2 D - F l o ws e e p a g e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 7 4 ．1 ．2C o u p l i n ge q u a t i o no f s e e p a g ea n ds t r e s s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 4 ．1 ．3C o u p l i n ge q u a t i o no f s e e p a g ea n dd a m a g e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 4 ．2N u m e r i c a ls i m u l a t i o no f h y d r o f r a c t u r ef o rt h eh o l ei nt h ec e n t e r ．．．．．．．．．．1 8 4 ．2 ．1B u i l dac o m p u t i n gm o d e l ⋯⋯．⋯⋯．．．⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯．⋯1 8 4 ．2 ．2N u m e r i cs i m u l a t i o nr e s u l t sa n da n a l y s i s ．．．．．⋯．．．⋯⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．2 0 4 ．3N u m e r i c a ls i m u l a t i o no f d o u b l eh y d r a u l i cf r a c t u r i n g ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 6 4 ．3 ．1M o d e lb u i l d i n g ⋯⋯．⋯．．⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯．．．．⋯⋯．．．．⋯⋯⋯⋯．．．．⋯⋯．．⋯⋯2 6 V 1 I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 4 ．3 ．2A n a l y z i n gs i m u l a t i o nr e s u l t s ⋯⋯⋯．．．．．．．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯2 6 4 ．4S u m m a r y ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯3 0 5S i m i l a rs i m u l a t i o nt e s to f h y d r a u l i cf r a c t u r i n g ⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 5 ．1S i m i l a r i t yt h e o r ya n dt h es e l e c t i o no f s i m i l a rm a t e r i a l sr a t i o ⋯⋯⋯⋯⋯3 3 5 ．1 ．1s i m i l a r i t yt h e o r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 5 ．1 ．2R a t i os e l e c t i o no f s i m i l a rm a t e r i a l s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 5 ．2H y d r a u l i cf r a c t u r i n gs i m u l a t i o nt e s t ⋯⋯⋯⋯．．．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 5 ．2 ．1T h et e s ts y s t e mo f h y d r a u l i cf r a c t u r i n gs i m u l a t i o n ．．．．⋯⋯．⋯．．．⋯．3 6 5 ．2 ．2T e s ts c h e m ea n dm o d e lm a k i n g ．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 1 5 ．2 ．3T e s tp r o c e d u r e ⋯．．．．．．．．．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 2 5 ．2 ．4A n a l y s i so f t e s tr e s u l t s ⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 3 5 ．3S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯．．．4 6 6S t u d yo nh y d r a u l i cf r a c t u r i n ge n g i n e e r i n gt e s ta n dp e n e t r a t i o ne f f e c t ⋯4 9 6 ．1p r o j e c 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