煤层顶板水平井射孔位置对裂缝扩展形态影响实验

庞涛; 马何龙

doi:10.13301/j.cnki.ct.2026.10.008

煤炭技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (10) : 45 -50. DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2026.10.008

煤层顶板水平井射孔位置对裂缝扩展形态影响实验

庞涛, 马何龙

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摘要

根据射孔孔眼位置与煤层的相互关系，建立2种地质-工程模型，制作了2类2层物理相似试样。通过模拟实验研究不同井眼位置条件下，不同垂向应力对裂缝扩展形态、水压-时间曲线的影响规律，揭示不同工况条件下裂缝的扩展机制。结果表明：较大的垂向应力有利于垂直裂缝穿界面扩展，垂向应力较小时，顶板中的垂直裂缝止于界面，沿界面形成水平裂缝；煤层中的裂缝受应力影响小，形态不规则；射孔进入煤层，有利于垂向裂缝进入煤层扩展；射孔孔眼对裂缝扩展方向有诱导作用，垂向应力较小时，能够诱导裂缝向下扩展，限制向上延伸高度，随着垂向应力的增加，诱导作用减弱；垂向应力与水平应力差较小时，建议采用深穿透射孔、分支孔等能够沟通煤层的工程措施，以保证煤层改造效果。研究结果丰富了顶板压裂理论，可为类似地质、工程条件下的压裂施工建议方案。