FLAC3D模拟分析：煤层水力压裂对透气性影响

"本文主要探讨了煤层水力压裂在增加煤层透气性方面的应用，通过FLAC3D数值模拟技术对渝阳煤矿N3704西瓦斯巷(下)的水力压裂过程进行了深入研究。利用该软件分析了水压力、流量等关键参数，以及压裂孔径对压裂效果的影响，为优化压裂工艺提供理论支持。" 在煤层开采过程中，水力压裂是一种常见的增强煤层透气性的技术，有助于提高瓦斯抽采效率和煤矿安全生产。然而，高压水注入煤体后引发的裂纹扩展和破坏机制尚未完全理解。FLAC3D作为一种有限差分软件，被广泛应用于地质工程的数值模拟，能有效模拟复杂地质条件下的物理过程。 在渝阳煤矿的案例中，研究者利用FLAC3D对N3704西瓦斯巷(下)进行水力压裂的数值模拟，重点研究了两个关键因素：压裂压力和压裂孔径。压裂压力与压力影响半径的关系揭示了不同压力下裂纹扩展的范围，这对于确定最佳压裂压力至关重要。另一方面，压裂孔径的大小直接影响压裂效果的范围，因此研究压裂孔径与影响半径的关联有助于优化钻孔设计。 试验区域位于重庆市南部的渝阳煤矿，具有特定的地质构造和煤层分布。通过在-250~-60m水平的N3704西瓦斯巷下实施穿层钻孔水力压裂，目的是提升M7号煤层的透气性，从而提高瓦斯抽采效率，并保护主采的M8号煤层。试验布置了4个钻孔，包括压裂孔、测试孔等，以全面评估压裂效果和煤层特性。 压裂实施情况包括钻孔布置和参数测试。压1孔作为压裂孔，用于测试前后的各项参数变化；标1号孔则用来测量煤层的基本属性和瓦斯相关参数；检1号孔和检2号孔则用于监测压裂后的效果。通过这些数据，可以详细分析压裂过程对煤层透气性的影响，为未来的设计和操作提供科学依据。 总结来说，该研究通过FLAC3D数值模拟技术，对水力压裂在煤层透气性提升中的应用进行了深入探讨，强调了压力参数和孔径选择的重要性，对于优化压裂工艺、保障煤矿安全生产具有实际指导意义。同时，该研究方法和结果也可为其他类似地质条件下的煤矿提供参考。