侧压力系数对煤体水力裂缝扩展规律的影响研究 论文

为研究水力压裂过程中煤体水力裂缝起裂及扩展特征，采用颗粒流软件PFC2D建立了煤体流固耦合模型，对侧压力系数对裂缝扩展及动能演化规律的影响进行了深入分析。研究结果表明，煤体水力压裂的破坏形式主要表现为拉剪破坏，其中距离注水孔较近的裂缝主要由于张拉破坏产生，而距离注水孔较远的裂缝则显示出较多的剪切破坏现象。

具体而言，在侧压力系数λ处于1.6～3.4范围内时，煤体的起裂压力随侧压力系数的增加而减小。在相同时间内，水力裂缝延伸距离随着侧压力系数的增大而增加。当λ≥2.8时，裂缝会在转向后沿着煤样的对角方向延伸。值得注意的是，扩展速率由快到慢，随着侧压力系数的增加，虽然裂缝的发育得到了促进，但其扩展速率的增加幅度逐渐降低。

对于这些现象，可以参阅天然裂缝对煤岩体水力裂缝扩展影响研究以及煤岩天然裂缝与水力裂缝耦合模型及扩展分析，这些文献提供了进一步的背景和实验数据，深入探讨了裂缝扩展的复杂机制和影响因素。同时，也可以通过煤岩水力裂缝扩展规律试验研究获取更多的实验研究结果，这些结果对于理解和预测水力裂缝的行为具有重要意义。

为了更全面地了解煤体结构及其对水力压裂效果的影响，还可以参考裂缝性油藏斜井水力裂缝破裂压力研究，此研究进一步阐明了侧压力对裂缝形态和扩展路径的影响。这些资料将帮助更好地理解水力裂缝的复杂性，尤其是在煤岩体这种特殊材料中的表现。