煤层应力场分析：节理扩展的联合反演方法

"节理扩展煤层应力场的联合反演分析" 本文主要探讨了在地应力作用下，节理扩展如何影响煤层的应力场和变形，并提出了相应的计算方法和联合反演分析技术。研究中，作者首先考虑了节理扩展对煤岩物理力学性质的影响，指出这种影响会导致煤层内的应力和变形重新分布。为了量化这一过程，他们制定了煤岩单元节理扩展的计算方法，深入分析了节理扩展与应力之间的相互作用关系。 在方法论上，文章采用了小波神经网络方法和逐级加载算法来构建节理扩展煤储层应力场的联合反演模型。小波神经网络是一种结合了小波分析和神经网络优势的复杂问题求解工具，能够处理非线性、非平稳的数据，适用于应力场的复杂变化情况。而逐级加载算法则能逐步逼近真实应力状态，提高反演的精度和稳定性。 具体应用到沁水盆地晋城区块的实例分析中，结果显示该区域的最大主应力在8至13 MPa之间，呈现西北向东南逐渐增大的趋势；最小主应力则在5至9 MPa之间，应力低值区主要集中在晋城南部。通过对关键点的现场实测数据与模拟计算结果进行对比，发现主应力大小的误差不超过3%，方位误差小于1.3°，这充分证明了所提出的联合反演方法具有很高的计算精度，符合工程实际需求。 此外，该联合反演分析方法还显示出了计算效率高、建模过程简单等优点，适合于集成到软件系统中进行快速计算。这为煤层气开采、煤矿安全以及地质灾害预防等领域的工程实践提供了有力的理论支持和实用工具。 该研究揭示了节理扩展对煤层应力场的重要影响，发展了一种有效的反演分析方法，对于理解和预测煤层在地应力作用下的动态响应具有重要意义。同时，它也为其他类似地质条件下的储层应力场分析提供了参考和借鉴。