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1、第41卷第6期煤田地質與勘探Vol.41No.62013年12月COALGEOLOGY&EXPLORATIONDec.2013文章編號:1001-1986(2013)06-0035-03煤層氣裸眼洞穴完井造成的應力集中帶與煤粉產(chǎn)出的關系1,2,312王慶偉，曹代勇，王佟(1.中化地質礦山總局，北京100013；2.中國礦業(yè)大學地球科學與測繪工程學院，北京100083；3.中國煤炭地質總局，北京100039)摘要:通過對煤層氣洞穴完井周圍應力分布特征分析，基于彈性理論基礎，建立了極限平衡方程，進而推出因造穴而產(chǎn)生的應力集中帶峰值點至洞穴壁的距離R
2、。從材料力學理論和施工作業(yè)統(tǒng)計觀測實據(jù)出發(fā)，解釋了煤層氣洞穴井中應力集中帶R值與煤粉產(chǎn)出量之間的關系：即同等地質環(huán)境下，煤層氣開采地質參數(shù)若無大的差異時，則煤層氣裸眼洞穴完井煤粉產(chǎn)出量的多少與應力集中峰值點距井壁值R的絕對值大小呈正相關關系。由此證實了“應力狀態(tài)改變導致煤基質破裂是煤粉產(chǎn)生的可能原因”，該認識對于煤層氣工業(yè)生產(chǎn)具有一定的實際意義。關鍵詞：煤層氣井；煤粉產(chǎn)出；裸眼洞穴完井；應力集中帶中圖分類號：P618.13文獻標識碼：ADOI:10.3969/j.issn.1001-1986.2013.06.009Relationshipbet
3、weenthestress-concentratedzonecausedbycavity-completedwellsandthecoalpowderoutput1,2,312WANGQingwei,CAODaiyong,WANGTong(1.ChinaChemicalGeologyandMineBureau,Beijing100013,China;2.CollegeofGeoscience&SurveyingEngineering,ChinaUniversityofMining&Technology,Beijing100083,China;3
4、.ChinaNationalAdministrationofCoalGeology,Beijing100039,China)Abstract:Basedontheelasticitytheoryandanalyzingthecharacteristicsofstressdistributionnearthecav-ity-completedwells,thepaperestablishesthelimitequilibriumequation,thendeducesthe“R”whichsaysthedis-tancebetweenthesid
5、ewallofthecavity-completedwellsandthepeakstress.Therelationbetweenthestress-concentratedzonecausedbycavity-completedwellsandthecoalpowderoutputisconcludedbymeansofthetheoryofmechanicsofmaterialsandthestatisticalobservationsofconstructionrecords,theconclusionsareasfollows:the
6、relationshipispositivebetweentheoutputamountofcoalpowderandthedistanceofthepeakstresscausedbycavity-completedwellsifthereisnotbigdifferenceinconditionsofthegeologicalenvironmentandtheCBMgeologicalparameters.Theconclusionconfirmsthatthecoalpowdermaybeproducediftheoriginalstre
7、ssstatechanges.IthascertainpracticalsignificancetoCBMindustrialproduction.Keywords:CBMwells;coalpowderoutput;cavity-completedwells;stress–concentratedzone我國是世界上煤炭生產(chǎn)和消費大國，埋深2000m煤層裂隙也會被誘導張開，在井筒周圍可形成大范3[1][2,15-16]以淺煤層氣地質資源量約36.81萬億m，煤層氣圍的滲透率增強帶。資源儲量非常豐富。煤層滲透率低是制約煤層氣開然則，據(jù)材料力學計
8、算，當物體內部有孔洞、[2-7][17]發(fā)效率的最大因素。當前，國內外主要采用裸眼缺口或微弱裂隙存在時，會在該處產(chǎn)生應力集中。洞穴完井、水力壓裂改造、
