煤岩组合体跨界面压裂及声发射响应特征试验研究

摘要：

利用自行研制的“TCHFSM-I”型大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置,研究不同应力条件下煤岩组合体跨界面水力裂缝起裂、扩展规律,分析压裂过程中注液压力与声发射动态响应特征.结果 表明:当轴向载荷与最小水平主应力差值≥6 MPa时,水力裂缝能够跨界面扩展进入煤体,形成贯穿型裂缝;反之,水力裂缝沿界面扩展.各试件水力裂缝跨界面扩展行为不同,其注液压力演化规律和声发射动态响应特征也存在差异.当水力裂缝扩展进入煤体时,注液压力呈现明显二次上升,声发射事件累计数占比显著提升,增幅达51.4％,且多位于煤体中;当水力裂缝沿界面扩展时,声发射累计数增幅量仅为6％,且注液压力无二次上升.此外,建立考虑交汇角度、界面摩擦、应力状态等因素作用的水力裂缝跨界面扩展模型,该模型能够很好地描述与预测水力裂缝跨界面扩展行为.研究结果可为煤层气高效开采提供技术指导.

关键词：岩石力学、煤岩组合体、水力压裂、声发射响应、裂缝跨界面扩展模型

所属期刊栏目：38

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;山西省科技重大专项

在线出版日期：2019-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：875-887