泵流量对纵向切槽压裂裂缝偏转影响深度探究

泵流量对纵向切槽水力压裂裂缝偏转距的影响是当前水力压裂技术研究中的一个重要课题，特别是在煤炭行业中广泛应用的强烈动压巷道卸压工程中。本文主要通过真三轴物理试验，对300毫米×300毫米×300毫米的预留钻孔和带有纵向切槽的水泥试块进行研究。裂缝偏转距被定义为裂缝起裂点与裂缝扩展路径上与切槽方向呈1/2切槽角度的点之间的连线长度，以此来衡量压裂裂缝的导向控制效果。 实验结果显示，当进行水力压裂时，裂缝首先沿着纵向切槽方向起裂，随后在扩展过程中逐渐转向最大主应力方向，形成S型的非对称裂缝模式。裂缝扩展相对单一，没有复杂的微裂隙产生，同时在横向和纵向都有扩展，但整体上扩展过程中裂缝偏转较小。整个压裂过程可以分为三个阶段：初次起裂阶段、裂缝持续扩展阶段和裂隙贯通阶段。 随着泵流量的增加，起裂压力有所上升，但压裂时间明显缩短。具体来说，当水平应力比为1.5时，泵流量从0.5毫升/秒增加到1.0毫升/秒，裂缝偏转距增加了约54.9%；而从1.0毫升/秒增加到1.5毫升/秒，偏转距仅增加了16.7%。这表明，泵流量对裂缝偏转距的影响并非线性，而是呈现出一种半抛物线的特征。 文章强调了在特定条件下，如水平应力比为2.0，随着泵流量的进一步提高，裂缝偏转距的增大会更加显著。这项研究对于优化水力压裂工艺参数，如泵流量控制，以实现更精确的裂缝导向具有实际意义，有助于提高卸压效果和巷道稳定性，降低巷道维护成本。 这篇论文深入探讨了泵流量如何影响纵向切槽下水力压裂裂缝的偏转，为煤炭行业在深部巷道的高效卸压和安全开采提供了科学依据和技术指导。通过理解和掌握这些规律，可以有效提升水力压裂施工的精度和效率，对于煤炭开采领域的可持续发展具有重要意义。