声明
致谢
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状及发展趋势
1.2.1 裂隙煤岩体的裂纹扩展规律及力学特性
1.2.2 煤岩动力灾害的应力卸压机理及控制
1.2.3 人工裂缝对应力分布状态的影响规律
1.2.4 煤岩体压裂的裂缝扩展规律及控制技术
1.3 存在的问题
1.4 研究内容与研究方法
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法和技术路线
2 人工裂化煤岩体的裂缝形态特征及定量损伤分析
2.1 人工裂缝的形态特征
2.1.1 煤岩体人工裂缝的制造方法
2.1.2 人工裂缝的形态特征
2.2 人工裂缝对煤岩力学性能和破坏特征的影响
2.2.1 试块加工
2.2.2 实验系统
2.2.3 实验内容
2.2.4 人工裂缝对煤岩力学性能和破坏特征的影响
2.2.5 人工裂缝对煤岩破裂行为的影响
2.2.6 人工裂缝对组合煤岩能量集聚耗散的影响
2.3 基于人工裂缝形态的损伤变量计算
2.3.1 非贯通人工裂缝损伤模型的建立
2.3.2 单条非贯通裂缝尖端的应力强度因子
2.3.3 非贯通平行裂缝尖端应力强度因子
2.3.4 含人工裂缝煤岩体的损伤变量
2.3.5 含人工裂缝煤岩体的内摩擦角
2.4 人工裂缝对煤岩体力学参数的定量影响
2.4.1 人工裂缝角度对煤岩体力学参数的影响
2.4.2 人工裂缝长度对煤岩体力学参数的影响
2.4.3 人工裂缝密度对煤岩体力学参数的影响
2.4.4 人工裂缝连通率对煤岩体力学参数的影响
2.4.5 人工裂缝面内摩擦角对煤岩体力学参数的影响
2.4.6 损伤变量的敏感因素分析
2.5 等效损伤材料的生成和验证
2.5.1 等效损伤材料的生成
2.5.2 等效损伤材料的验证
2.6 小结
3 人工裂化煤岩体的应力场改变规律
3.1 模型建立及参数确定
3.2 人工裂缝周边的应力和位移
3.3 人工裂缝形态对细观应力场的改变规律
3.3.1 人工裂缝角度对细观应力改变的影响
3.3.2 人工裂缝长度对细观应力改变的影响
3.3.3 人工裂缝组数对细观应力改变的影响
3.3.4 人工裂缝间距对细观应力改变的影响
3.3.5 埋深对细观应力改变的影响
3.4 含人工裂缝煤岩体的细宏观应力场改变过程
3.5 人工裂缝对宏观破裂及应力场的改变规律
3.5.1 人工裂缝长度对宏观破裂及应力场的改变规律
3.5.2 人工裂缝角度对宏观破裂及应力场的改变规律
3.5.3 人工裂缝间距对宏观破裂及应力场的改变规律
3.5.4 人工裂缝组数对宏观破裂及应力场的改变规律
3.6 人工裂缝对煤岩体宏观应力场改变的力学条件
3.6.1 人工裂缝对煤岩体宏观应力场改变的机制
3.6.1 人工裂缝对煤岩体宏观应力场改变的力学条件求解
3.7 小结
4 人工裂化煤岩的弱结构体应力改变机制
4.1 人工裂化煤岩的弱结构体应力转移效应
4.2 人工裂化煤岩弱结构体的应力转移力学模型
4.2.1 力学模型建立
4.2.2 力学模型求解
4.3 弱结构体条件下影响应力转移的因素分析
4.4 小结
5 水力压裂应力转移的关键参数确定
5.1 水力压裂参数优化
5.1.1 数值模拟的原理
5.1.2 数值模型
5.1.3 压裂排量对弱结构体损伤变量的影响
5.1.4 压裂分段间距对弱结构体损伤变量的影响
5.1.5 单切槽长度对弱结构体损伤变量的影响
5.1.6 单切槽角度对弱结构体损伤变量的影响
5.1.7 双垂直切槽的角度对弱结构体损伤变量的影响
5.1.8 切槽数量对弱结构体损伤变量的影响
5.1.9 水力压裂参数对弱结构体损伤的敏感性分析
5.2 水力压裂工艺设计及参数确定方法
5.2.1 水力压裂工艺参数的设计流程
5.2.2 压裂段范围的确定
5.2.3 钻孔角度的确定
5.2.4 钻孔间距的确定
5.2.5 钻孔数量和布置方式的确定
5.2.6 每个钻孔压裂段数的确定
5.3 小结
6 工程应用及分析
6.1 工作面条件
6.1.1 地质条件
6.1.2 开采技术条件
6.2 控制原理
6.3 水力压裂工艺和参数的确定
6.3.1 合理损伤变量的确定
6.3.2 合理压裂范围
6.3.3 合理钻孔间距和压裂时间
6.3.4 合理裂缝角度
6.3.5 每个钻孔的合理压裂段数
6.4 水力压裂实施方案
6.5 水力压裂的现场实施
6.6 效果分析
6.6.1 施工水压力
6.6.2 水压裂缝的形态
6.6.3 巷道围岩变形分析
6.7 小结
7 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文原创性声明
学位论文数据集
中国矿业大学;
