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2023-11-18
煤岩力学性质的研究及其影响因素
【摘要】：表4-7三轴实验的结果从上表可以看出，煤岩的抗压强度C0只有10.8MPa，模量比大于500，所以煤岩属于高模量比、极低强度岩块，其弹性（杨氏）模量E较常规的砂岩杨氏模量要小，只有12282.7MPa，易形成较宽的水力裂缝，同时煤层具有高滤失性，这就决定了在煤层中造长缝是比较困难的。图4-12、图4-13反映了煤岩受应力变化而发生应变的情况。
煤岩层中压裂裂缝的产生主要受煤岩的岩石特性的影响，其中弹性（杨氏）模量是外部冲击应力下煤岩层相对拉伸的测量值，泊松比则反映了煤岩纵向收缩而横向扩展的能力。为了能够较好地了解煤岩的相关力学参数，本章做了高温高压三轴岩石力学测试，其结果见表4-7。
表4-7 三轴实验的结果
从上表可以看出，煤岩的抗压强度C0只有10.8MPa，模量比（E/C0）大于500，所以煤岩属于高模量比、极低强度岩块（EH），其弹性（杨氏）模量E较常规的砂岩杨氏模量要小，只有12282.7MPa，易形成较宽的水力裂缝，同时煤层具有高滤失性，这就决定了在煤层中造长缝是比较困难的。为了能较好地解决这一问题，本章提出对煤层采用“砂堵”工艺技术，该工艺是在当加砂量达到一定数量后，人工将施工的砂比提高到能发生砂堵的极限，然后停止加砂，转而继续注入前置液造缝；再加砂，当砂量达到一定数量后，再将施工砂比人为地提高到能够发生砂堵的极限，如此反复多次进行这种施工。该项工艺技术有利于更多地沟通煤层的天然割理系统，起到对煤层气井压后增产的目的。
图4-12、图4-13反映了煤岩受应力变化而发生应变的情况。从图中可以看出，当应力为11MPa左右，也就是当煤应变达到1.3%左右时，煤岩开始出现裂缝，之后当应变达到1.7%后，整个煤岩趋向于垮塌，这为后期的吸附解吸实验提供了一定的围压数据。(www.chuimin.cn)
图4-12 煤应力-应变原始界面图
图4-13 煤应力-应变图
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