文献类型：期刊文章

作　　者：刘生龙[1,2] 朱传杰[3] 林柏泉[3] 刘厅[3]

LIU Shenglong;ZHU Chuanjie;LIN Baiquan;LIU Ting(State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining,China University of Mining&Technology,Xuzhou,Jiangsu 221116,China;Safety Technology Center,Sichuan Coal Mine Safety Administration,Chengdu,Sichuan 610045,China;School of Safety Engineering,China University of Mining&Technology,Xuzhou,Jiangsu 221116,China)

机构地区：[1]中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116 [2]四川煤矿安全监察局安全技术中心,四川成都610045 [3]中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116

出　　处：《采矿与安全工程学报》

基　　金：国家自然科学基金项目(51704285)。

年　　份：2020

卷　　号：37

期　　号：5

起止页码：983-990

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CSCD、CSCD2019_2020、EI、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：水力割缝技术是实现煤层卸压增透的有效手段,目前由水力割缝技术形成的致裂裂缝空间分布模式对煤层卸压增透的作用规律尚不明确。本文采用颗粒流模拟方法(PFC2D)对内含不同角度单缝及不同空间排布方式多缝的煤体开展了单轴压缩数值模拟试验,针对水力割缝周围微裂缝大量发育与连通促使煤层卸压增透的物理机制,提出了评价煤层割缝卸压增透效果的2个指标:加载过程中微裂缝显著产生时的单轴应力门限(σγ)与多条割缝的连通性。其中,σγ越低、多条割缝的连通性越强,割缝间的微裂缝越容易在低应力条件下形成并相互连通,割缝的卸压增透效果越好。模拟结果表明,单条割缝与煤体边界最大主应力方向夹角(α)呈90°时γ最小(3.2MPa);2条割缝(α为90°)排布方向与煤体边界最大主应力方向(割缝排布角β)呈45°时,水力割缝间具有最高的连通性与较低的应力门限(σγ为2.4 MPa);3条割缝(α为90°且β为45°)呈折线型交错排布模式时,割缝间的连通程度最高,且σγ较双割缝进一步降低了16.7%。通过上述模拟结果,确定了有利于煤层卸压增透的割缝最优空间分布模式,即α为90°的多条割缝以45°的排布角(β)交错分布。

关 键 词：水力割缝 卸压增透 割缝倾角  割缝空间分布  颗粒流模拟

分 类 号：TD353]