矿业安全与环保

作者：林俊淇, 刘程, 李良伟, 武文宾, 姚壮壮, 宁二强, 秦逢缘

关键词：水力压裂, 裂缝扩展, 裂缝损伤, 孔界距, 声发射, 煤岩复合体

为揭示煤层顶板水力压裂过程中压裂孔底部与煤岩界面距离对压裂裂缝扩展的影响规律，开展了不同孔界距的水力压裂特性试验。选用孔界距分别为2、5、7、10、12、15 mm的煤岩组合相似试件，利用RTR-4600煤岩力学参数高精度测量试验机与DS5-8B全信息声发射信号分析仪，模拟水力压裂过程并获取声发射特征。结果表明：随着孔界距的减小，起裂压力呈现下降趋势，但并非完全线性；最优孔界距为5 mm，裂缝扩展速率与范围达到平衡，声发射点分布密度和损伤覆盖率分别为5.2个/mm3和83%，该条件下裂缝网络的复杂性与渗透性提升最为显著；孔界距通过调控流体—应力—损伤多场耦合关系主导损伤演化路径，较大孔界距条件下界面主导的裂缝扩展受限于压力场弥散效应，最优孔界距能实现应力集中与结构弱面分布的最佳匹配，超小孔界距因近场应力超限导致裂缝网络失稳退化。

来源：2025年第3期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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