基于Hoek-Brown准则的水力压裂瓦斯抽采效果研究

程虹铭^1,2，乔元栋¹，董川龙¹

1. 山西大同大学煤炭工程学院2. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院

摘 要：为准确分析瓦斯抽采钻孔周围应力分布及卸压范围,建立了基于Hoek-Brown准则的瓦斯抽采钻孔软化及扩容力学模型,推导了孔周弹性区、塑性软化区和破碎区应力计算过程;并对比分析了未考虑煤体塑性软化及扩容特性情况下孔周应力分布情况,考虑煤体软化及扩容时孔周卸压及塑性区范围均有所增大。在霍尔辛赫煤矿试验了水力喷射压裂技术,并利用所建立的瓦斯抽采钻孔软化及扩容力学模型分析试验后孔周卸压及塑性区范围,结果表明:卸压及塑性区范围增大1倍多;抽采影响范围增大,达到了卸压增透的效果;并对比常规钻孔抽采参数,水力喷射压裂钻孔抽采浓度及日抽采纯量随时间衰减变缓,抽采效果得到改善。

关键词：Hoek-Brown准则;钻孔;应力分布;水力压裂;卸压增透;