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《采矿与安全工程学报》 2011年02期
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煤岩体水力致裂理论及其工艺技术框架

黄炳香  程庆迎  刘长友  魏民涛  付军辉  
【摘要】:煤岩体结构改造是解决煤矿许多技术难题的共性核心科学问题,水力致裂是实现煤岩体结构改造的有效途径.深入分析了煤岩体的结构与物理力学特性,煤岩体水力致裂的水压裂缝扩展及物理化学作用,在此基础上,提出了相应的水力致裂控制技术,并将其在煤矿中的应用进行了分析介绍.煤层的内部结构由裂缝-割理与层理-微裂隙-孔隙四级空间结构体系组成.煤层质软、瓦斯的吸附解吸效应、天然裂缝发育等因素导致煤岩体水力致裂变得复杂.煤岩体水力致裂通过水压主裂缝扩展、翼型分支裂纹扩展和吸水湿润作用,达到结构改造、强度弱化和增透等工程需要,针对不同工程3种作用的侧重点有所不同.提出了预先水力割缝定向致裂技术.提出了水力爆破致裂弱化与增透方法,在水压控制爆破后进行水力致裂,实验证明是一种增加水压裂缝数目和范围的有效方法.煤岩体水力致裂在煤矿中可以应用于坚硬顶板控制、坚硬顶煤的弱化、应力定向转移、局部集中应力解除、强度弱化减冲、含瓦斯煤层增透、煤与瓦斯突出的防治等,在实践中已取得显著功效.

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 袁志刚;王宏图;胡国忠;范晓刚;刘年平;;穿层钻孔水力压裂数值模拟及工程应用[J];煤炭学报;2012年S1期
2 冯彦军;康红普;;定向水力压裂控制煤矿坚硬难垮顶板试验[J];岩石力学与工程学报;2012年06期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄炳香;煤岩体水力致裂弱化的理论与应用研究[D];中国矿业大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋维源,章梦涛,潘一山,张智慧;煤层注水中的水渗流规律研究[J];地质灾害与环境保护;2004年02期
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10 杜涛涛;窦林名;杨建武;陆菜平;贺虎;江衡;;岩石定向水力致裂应用研究[J];煤矿开采;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 潘一山;李忠华;唐鑫;;阜新矿区深部高瓦斯矿井冲击地压研究[A];东北岩石力学与工程分会学术讨论会论文集[C];2005年
2 郑吉玉;王国际;田坤云;;高瓦斯煤层冲击地压防治技术探讨[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 宋维源;阜新矿区冲击地压及其注水防治研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
2 李忠华;高瓦斯煤层冲击地压发生理论研究及应用[D];辽宁工程技术大学;2007年
3 黄炳香;煤岩体水力致裂弱化的理论与应用研究[D];中国矿业大学;2009年
4 陈国祥;最大水平应力对冲击矿压的作用机制及其应用研究[D];中国矿业大学;2009年
5 惠功领;煤矿深部近距低采高上保护层开采瓦斯灾害协同控制技术[D];中国矿业大学;2011年
6 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
7 尹立明;深部煤层开采底板突水机理基础实验研究[D];山东科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
2 崔乃鑫;阜新矿区瓦斯煤层冲击地压监测与防治方法研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
3 梁大海;坚硬顶板注水软化机理研究[D];太原理工大学;2006年
4 孙超;陆地永冻区天然气水合物降压法开采的研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
5 关瑞斌;坚硬顶板水压力作用机理研究[D];西安科技大学;2008年
6 刘忠锋;唐安煤矿3#煤综放工作面煤层注水参数与施工工艺研究[D];太原理工大学;2010年
7 金英;煤储层渗透率克里格预测[D];中国石油大学;2010年
8 邹磊;急斜特厚煤层高阶段综放开采顶煤弱化技术研究[D];西安科技大学;2010年
9 牛新团;非饱和煤样浸水软化性的超声波试验研究[D];西安科技大学;2010年
10 蒋旭刚;潘二矿水力压裂增透范围研究[D];河南理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王金安;李大钟;尚新春;;采空区坚硬顶板流变破断力学分析[J];北京科技大学学报;2011年02期
2 吕有厂;;水力压裂技术在高瓦斯低透气性矿井中的应用[J];重庆大学学报;2010年07期
3 闫少宏,宁宇,康立军,史元伟,汪有刚,李颖飞;用水力压裂处理坚硬顶板的机理及实验研究[J];煤炭学报;2000年01期
4 朱宝存;唐书恒;张佳赞;;煤岩与顶底板岩石力学性质及对煤储层压裂的影响[J];煤炭学报;2009年06期
5 申晋,赵阳升,段康廉;低渗透煤岩体水力压裂的数值模拟[J];煤炭学报;1997年06期
6 富向;;井下点式水力压裂增透技术研究[J];煤炭学报;2011年08期
7 周红星;程远平;刘洪永;郭品坤;王立国;;突出煤层穿层钻孔孔群增透技术及应用[J];煤炭学报;2011年09期
8 林柏泉;李子文;翟成;比强;温永宇;;高压脉动水力压裂卸压增透技术及应用[J];采矿与安全工程学报;2011年03期
9 李连崇,杨天鸿,唐春安,杨春和;岩石水压致裂过程的耦合分析[J];岩石力学与工程学报;2003年07期
10 刘建军,冯夏庭,裴桂红;水力压裂三维数学模型研究[J];岩石力学与工程学报;2003年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄炳香;煤岩体水力致裂弱化的理论与应用研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王晓锋;煤储层水力压裂裂缝展布特征数值模拟[D];中国地质大学(北京);2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金龙哲,宋存义,蒋仲安,李天昕;压力渗流润湿煤体的实验研究[J];安全与环境学报;2001年05期
2 王青松,金龙哲,孙金华;煤层注水过程分析和煤体润湿机理研究[J];安全与环境学报;2004年01期
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4 冷雪峰,唐春安,杨天鸿,李连崇;岩石水压致裂过程的数值模拟分析[J];东北大学学报;2002年11期
5 乌效鸣,屠厚泽;煤层水力压裂典型裂缝形态分析与基本尺寸确定[J];地球科学;1995年01期
6 王德喜;罗敏;齐羲;张强;;水力割缝套管应力与强度分析[J];大庆石油学院学报;2007年02期
7 宋维源,章梦涛,潘一山,张智慧;煤层注水中的水渗流规律研究[J];地质灾害与环境保护;2004年02期
8 李同林,乌效鸣,屠厚泽;煤岩力学性质测试分析与应用[J];地质与勘探;2000年02期
9 陈宝华,史磷华,骆永妙;水压致裂试验过程中的地电效应研究[J];地震学报;1989年03期
10 李应平;微震分析水压致裂的破裂过程[J];地震学报;1996年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 罗天雨;水力压裂多裂缝基础理论研究[D];西南石油大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄炳香;;煤岩体水力致裂弱化的理论与应用研究[J];煤炭学报;2010年10期
2 黄炳香;邓广哲;刘长友;;煤岩体水力致裂弱化技术及其进展[J];中国工程科学;2007年04期
3 邓广哲,王世斌,黄炳香;煤岩水压裂缝扩展行为特性研究[J];岩石力学与工程学报;2004年20期
4 松田穰,何学纯;制止钢轨裂缝扩展的试验(关于钢轨断裂韧性研究报告之一)[J];包钢科技;1992年01期
5 张永利,刘建军,曾流芳;注水开发中储层裂缝失稳扩展的力学机理[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2001年04期
6 陈步高;张士诚;张劲;王伯军;潘林华;;水平缝水力压裂数值模拟研究[J];内蒙古石油化工;2008年14期
7 叶鑫锐;;压裂液的流动参数对油藏裂缝影响研究[J];机械工程师;2011年02期
8 李道明;苏梅;姚枚;;低碳钢解理裂缝源的微观分析[J];材料科学与工艺;1988年04期
9 李东凯;李庚;刘保县;;单向压缩荷载作用下煤岩破坏机理初探[J];陕西煤炭;2008年01期
10 刘建军,刘先贵,曾流芳;低渗裂缝性储层渗透性能变化的动态模拟[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 卢晋波;邵利利;王志佳;赵贺云;王鹏;彭瑞东;;三轴压缩下煤岩力学性能测试与CT扫描分析[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
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3 张玉武;廖国华;;边坡的一种渐进破坏[A];边坡稳定的岩石力学分析学术会议论文集(上集)[C];1987年
4 符晓陵;徐道远;;重力坝裂缝扩展的可靠度分析[A];第二届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1993年
5 谭卓英;刘文静;闭历平;梁祖荣;卢美德;;酸化环境下岩石强度弱化效应的实验模拟研究[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
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7 董玉文;任青文;余天堂;;扩展有限元法在重力坝断裂分析中的应用研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
8 唐志波;谢永和;楼林燕;;脆性材料在腐蚀环境中表面裂缝扩展的数值研究方法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
9 杨宝全;张林;陈建叶;杨雪婷;;复杂岩基上重力坝坝基稳定综合法试验研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展[C];2009年
10 吴弋慧;;循环荷载弯矩下预应力混凝土受弯构件截面裂缝扩展的计算机模拟[A];土木工程计算机应用文集——中国土木工程学会计算机应用学会第五届年会论文集[C];1993年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 志远、红颖;抓好安全生产“天字号”工程 确保全市安全生产形势 稳定好转[N];唐山劳动日报;2009年
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4 夏冬梅 向雯;水泥混凝土路面的病害及防治[N];伊犁日报(汉);2006年
5 李爱珍;我省与38个国家建立科技合作关系[N];山西日报;2005年
6 刘俊恒 张利华 姚润祥;阳煤集团三矿巷道支护有高招[N];山西经济日报;2003年
7 刘筱婕;越是难以预测 越要深入研究[N];中国安全生产报;2011年
8 叶青;常村矿推广“松帮卸压”支护技术[N];经理日报;2009年
9 靳晓锋 黄永峰;刀尖上的舞蹈[N];经理日报;2009年
10 本报记者 杨玉峰 通讯员 康立勋;根植岩土 冠荫三晋[N];山西经济日报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄炳香;煤岩体水力致裂弱化的理论与应用研究[D];中国矿业大学;2009年
2 曹安业;采动煤岩冲击破裂的震动效应及其应用研究[D];中国矿业大学;2009年
3 苏培莉;裂隙煤岩体注浆加固渗流机理及其应用研究[D];西安科技大学;2010年
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5 杜春志;煤层水压致裂理论及应用研究[D];中国矿业大学;2008年
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10 邹银辉;煤岩体声发射传播机理研究[D];山东科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何涛;坚硬顶煤注水软化性研究[D];西安科技大学;2009年
2 吴侃;裂缝扩展注水模拟研究[D];中国石油大学;2010年
3 罗金满;煤岩体防渗堵水加固浆液试验及应用研究[D];西安科技大学;2009年
4 王传朋;煤岩体冲击地压的声发射预测研究[D];山东科技大学;2008年
5 冯军;长江口软粘土地基在波浪循环荷载作用下的弱化分析[D];天津大学;2004年
6 赵瑞东;碾压混凝土坝配筋抗震措施的试验及数值研究[D];大连理工大学;2007年
7 杨猛;砌体结构在动态冲击载荷下的破坏过程分析[D];沈阳理工大学;2009年
8 路宗羽;重复压裂新裂缝形态描述[D];大庆石油学院;2008年
9 牛新团;非饱和煤样浸水软化性的超声波试验研究[D];西安科技大学;2010年
10 李博;隧道建设及运营对建筑物的影响规律研究[D];同济大学;2007年
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