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人工裂缝逼近条件下天然裂缝破坏特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《岩土力学》2016,(1):247-255
通过水力压裂裂缝的诱导应力场打开远场天然裂缝,可改变储层应力场,易形成压裂主裂缝、分支缝、应力松弛缝相互连通的裂缝网络,从而提高了页岩气储层改造效率,因此在页岩气开采中具有广阔的应用前景。人工裂缝逼近条件下天然裂缝的破坏特征是人工裂缝诱导应力场激活远场天然裂缝的核心问题之一。应用位移间断法(DDM),建立了人工裂缝逼近条件下激活天然裂缝的力学模型。根据摩尔-库仑破坏准则,建立了不同天然裂缝破坏状态的约束条件,形成了天然裂缝破坏特征的计算方法,并通过算例验证其正确性。在此基础上,模拟了人工裂缝逼近条件下天然裂缝张开、滑移、闭合行为,并研究了其影响因素。结果表明,天然裂缝下表面处最大主应力呈双峰型分布,天然裂缝下表面处最大主拉应力随着天然裂缝与最大水平主应力方向夹角的增加而增大。当人工裂缝逼近天然裂缝时,天然裂缝的剪切型破坏长度大于张拉型。天然裂缝破坏长度随着天然裂缝与最大水平主应力方向夹角的增大而减小,随着缝内净压力的增大而增大。天然裂缝破坏长度随着人工裂缝尖端到天然裂缝的距离的减小而增加。天然裂缝剪切型破坏长度随着摩擦系数及黏聚力的增大而减小。研究结果对页岩气压裂技术具有理论指导意义。 相似文献
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煤炭开采为社会经济带来效益的同时诱发地质灾害、地表排水系统破坏、土地资源浪费等地质环境问题。查明矿区地质灾害发育特征及成灾过程是做好矿区地质灾害防治工作的前提。本文通过对陕北某煤矿开采过程中地质灾害调查资料分析认为采煤造成的矿区地质灾害特征表现为:地表裂缝似阶梯状且多分布在坡顶及坡体上部;裂缝走向同巷道走向近于垂直;矿区地质灾害多以地面沉降-裂缝开始,发展成为崩塌、滑坡、泥石流等矿区灾害链;矿区成灾过程分为"岩体应力改变阶段—地表裂缝—坡体变形—趋于稳定"四个阶段。 相似文献
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《中国煤炭地质》2015,(8)
煤层回采后覆岩破坏特征与煤层开采方法及覆岩性质相关,覆岩破坏特征主要指导水裂缝带发育高度及其形态,是顶板水害防治的关键技术参数。在分析矿井水文地质条件的基础上,采用钻孔冲洗液漏失量观测、数值模拟与经验公式3种方法综合确定了敏东一矿软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度,结果表明:综放开采厚度为7.7 m时,导水裂缝带发育高度为80 m。研究成果填补了我国北方大雁、扎赉诺尔、伊敏河等矿区的研究空白。通过对南一采区东西翼水文地质条件的对比分析,发现西翼水文地质条件较为复杂,提出以加强煤层顶板探放水与控制煤层开采厚度为主的防治水技术方法,并计算出工作面不同范围内的煤层开采厚度。 相似文献
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以程潮铁矿西区为例,通过对现场结构面和裂缝分布特征的调查,以及结合地表变形监测数据的分析,揭示了矿区结构面对地表变形的影响。研究结果表明,在矿区较大的水平应力条件下,岩体结构面改变了地表拉伸变形分布和破坏形态,加剧了岩体变形,在ⅰ区(剖面Ⅲ以东区域),目前最外侧裂缝以内的岩体沿着NNW结构面发生倾倒滑移破坏,地表变形以快速变形为主,而最外侧裂缝以外的岩体沿着NNW结构面发生弯曲变形,地表变形以线性稳定增长为主,进入了倾倒破坏阶段,该区域的岩体主要发生水平位移;在ⅱ区(剖面Ⅲ以西区域),岩体在开采沉陷引起的南北向应力作用下,分离成平行的块体,地表变形以快速变形为主,在局部区域,产生的一部分平行块体在近东西向的应力作用下,沿着NNW结构面产生倾倒破坏。所得成果对类似金属矿山的地表征地及安全高效生产具有实际指导意义。 相似文献
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以乌鲁木齐市轨道交通1号线地铁区间隧道穿越九家湾断层为工程依托,开展地铁隧道分段式衬砌结构穿越倾角60°正断层的大型剪切错动模型试验,对断层错动模拟过程中的隧道结构变形、应变分布特征、围岩压力、开裂形态等关键力学特征进行监测分析,获得了正断层黏滑错动下的隧道结构响应规律。研究结果表明:(1)正断层黏滑错动影响下,断层面处的隧道拱脚处于压剪状态,断层面附近的上盘仰拱及下盘拱顶处于纵断面内的受拉状态,断层面两侧较大范围内的隧道仰拱内侧及墙脚外侧处于横断面内的大偏心受力状态;(2)断层错动后,隧道开裂破坏形态主要包括斜裂缝、纵向裂缝及环向裂缝;(3)正断层黏滑错动达到7.0cm(相当于实际错动量1.75m)后,上盘隧道结构的破坏范围为4.2D(D为隧道跨度),下盘破坏范围为2.4D,上盘破坏范围明显大于下盘。 相似文献
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在黑方台地区,由于长年的灌溉引发了大量的黄土滑坡,以焦家4#滑坡为例,对该滑坡进行了近景摄影测量分析以及详细的野外调查工作,对黄土滑坡破坏机理进行研究。结果表明:黄土滑坡破坏前期后缘开始发育大量裂缝,破坏后后缘呈圈椅状,滑动面处于液态化的状态,滑体软弱松散,是该区危害最大的一类滑坡。建立物理模型模拟该滑坡的破坏过程,结果表明:该滑坡演化过程中,边坡中后部率先出现裂缝,逐渐向坡面发展,裂缝方向顺着斜坡坡面方向,最后贯穿滑坡体。边坡破坏时,孔隙水压力激增,导致黄土液化,强度降低,前缘塑性流出,边坡破坏;表面位移量达到最大,表明该滑坡具有明显的突发性特征。 相似文献
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为研究碳酸盐岩储层应力敏感性及其对气藏产能和气井见水的影响,选取塔里木盆地和田河气田奥陶系钻井岩心,
开展了应力敏感性研究,结合实验结果及数学推导建立了裂缝开度和有效应力之间的力学关系模型,最终借助有限元方
法,对持续开发过程中碳酸盐岩储层裂缝开度的空间变化规律进行了模拟分析。结果表明：裂缝开度的变化随围压或有效
应力变化呈非线性关系;随着围压或有效应力的升高,裂缝开度不断减小,0~0.8 MPa之间减小速度快,岩样应力敏感性
强,到2.6 MPa或5.4 MPa后变化趋于稳定,说明高应力环境下,岩样的应力敏感性减弱,塑性变形特征明显;随着围压的
逐渐降低,裂缝开度不断增大,但不能恢复至初始情况;未来若干年内随着快速开采,和田河气田有效应力增大,裂缝闭
合,产能下降;随着生产井关闭或开采速度放缓,气水界面之上有效应力仍然降低,裂缝闭合,界面之下有效应力增大,
裂缝开启,底水上升,破坏气藏生产。建议在裂缝性碳酸盐岩气藏开发政策的制定过程中,一方面要开展裂缝分布精细研
究,分析裂缝应力敏感性主控因素,同时要制定合理的开发方式和开采速度,确保气藏稳产、高产。 相似文献
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徐树媛 《华北地质矿产杂志》2014,(2):94-95
富东煤矿井田内及相邻煤矿采（古）空积水对其煤层开采威胁较大,本文从垂向分布与平面分布上对富东煤矿采空区积水特征进行了分析,并估算了矿井内及影响其开采的相邻采空区及采空破坏区的积水量。 相似文献
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在推导出覆岩层下沉曲面方程和微元面平面伸张量方程的基础上构建了地下煤火燃空区各覆岩离层裂隙率、破断裂隙率和总裂隙率的二维分布模型,经实例分析发现,覆岩裂隙场是由离层裂隙场和破断裂隙场组成的竖向不连续具有各向异性的非均质多孔介质,覆岩四周裂隙率大,内部裂隙率小;随着覆岩埋深减小,裂隙发育程度逐渐降低,离层裂隙率极大值由0.36、0.20、0.14、0.12逐次降低,破断裂隙率极大值由0.32、0.11、0.05、0.02逐次降低;在覆岩中部区域出现裂隙率竖向变化突变点;覆岩周边裂隙率分布形式由破断裂隙主导,内部则由离层裂隙主导。基于钻孔红外热像分析技术提出了一种间接性的覆岩裂隙现场实测方法,经验证选取的5个点的裂隙率计算值与实测值的差异率都小于9%,差异率低,模型具有较高的可靠性。 相似文献
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打通一煤矿西区开采对地表影响程度研究 总被引：1，自引：0，他引：1
从分析矿井西区的地形地貌、地质构造、地层、水文地质条件和开采技术条件入手,对W2701工作面开采后的地表裂缝、地表水体和地面塌陷进行了调查,推算煤层开采后的冒落带和裂隙带的高度分别为40．90m和140．22m,而该区煤层埋深为450-600m,说明在正常开采下,不会对地表产生影响。但随着开采强度的增大,煤系地层上覆岩层中一些未探明隐伏裂隙的存在,可能会间接影响到地表。据此提出了设立岩移观测站、建立预警系统、留设安全煤柱等预防措施。 相似文献
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铁法矿区煤储层裂隙系统评价与渗透率预测研究 总被引：5，自引：0，他引：5
通过对铁法矿区矿井实际资料的研究,依据围岩节理及煤层裂隙的宏观、微观统计分析,探讨了煤储层孔裂隙的发育特征,对该区储层渗透率进行了预测.认为区内褶曲发育,褶皱轴部地带为裂隙发育带,煤层裂隙发育,连通性好,具备储层渗透性好的优势;受区域构造应力场控制,裂隙发育表现出明显的方向性,主裂隙发育的NW方向为渗透性优势方位. 相似文献
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煤系地层内的裂隙是煤层气积聚的主要场所，同时也是地下水富集、运移的重要条件。煤炭生产过程中防止瓦斯爆炸和突水淹井需要完成的一项重要任务是煤系地层裂隙带的预测和圈定，但采用传统的纵波地震勘探方法只能识别较大的断层，却难以提取相对微观的裂隙信息，其中的一个重要原因在于单靠纵波区分裂隙层反射和岩性反射存在困难。基于三维三分量（3D3C）反射地震数据预测裂隙带的核心是高裂隙密度带会引起反射转换PS波的振幅异常。初步研究表明，PS波振幅异常有望成为强裂隙探测的有力判据。 相似文献
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滕县、兖州煤田红层的富水性及其对煤炭开采的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
在滕县、兖州含煤盆地内,上侏罗统红层直接覆盖于二叠、石炭系煤系地层之上,在勘探时期曾被归为隔水层。本文通过现场资料分析和大量室内测试结果,系统研究了本区红层的化学成分和矿物组成、储水空间和分布特征及其红层地下水对煤矿开采的影响。作者得出下列结论:在岩性和构造适宜地段,红层中可以赋存较为丰富的地下水,他们既是许多煤矿的供水水源,又对煤矿的开采构成充水威胁,并通过采动裂隙引发突水事故。 相似文献
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澄合矿区位于渭北煤田中部,地质勘查时,发现从钻孔中较难采取到柱状或块状的煤心煤样,煤样疏松,多成为碎块状,甚至粉末状。基于地质构造、地层岩性和煤层特征的研究,认为该区煤心煤样破碎的主要原因一方面是由于在成煤过程中煤中的镜质组物质在煤化过程中受到温度、压力的影响,内生裂隙发育所致,另一方面是成煤后期地质构造的改造和破坏作用形成的,钻进时采用的钻压、转速、泵压和取煤器是次要因素。煤心煤样的破碎可从可磨性试验和邻近的煤矿井下采煤中得到佐证。建议以后在该区的勘查时采用单动双管取煤器。 相似文献
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兖州矿区侏罗系红层水文地质特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
侏罗系红层水是兖州矿区主要水害之一。为防治红层水害,对兖州矿区红层的物质组成、红层孔隙微观特征及分形特征、红层的渗透性、岩石力学特征、采动条件下覆岩破坏高度数值模拟、采动条件下红层裂隙的发育规律与渗透特征、红层突水判别模式及突水危险性分区等进行了研究,建立了红层突水判别模式,得到兖州矿区红层突水危险性分区图,对类似条件矿区的水害防治具有一定的参考价值。 相似文献
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伊宁盆地侏罗系含煤地层及聚煤规律 总被引：1，自引：0，他引：1
以大量钻孔资料为基础，研究了伊宁盆地中侏罗统含煤地层的分布特征、含煤性、聚煤期。在此基础上编制了伊宁盆地南、北缘走向岩性剖面图，对研究区煤系地层的聚煤规律进行了浅略的分析，分析了煤层的分布状况、成煤环境，为伊宁盆地以后的详、精查勘探及煤矿生产提供了参考. 相似文献