下载文档原格式
第七章 煤储层的力学性质及其对压裂效果的影响煤层及顶底板围岩的力学性质是影响储层改造效果的重要因素，因而是进行煤层压裂理论研究的基础。
力学参数的测试分析，为煤储层三维应力状态、压裂裂缝模拟、压裂压力曲线分析和优化设计压裂施工参数提供必要的原始参数。
第一节 主要力学参数煤层及顶底板围岩的力学性质主要包括：弹性模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
此外，煤岩的物理性质如硬度、密度、天然裂隙及煤岩的表面物理化学性质、水理性质、热性质等对储层改造效果也有一定的影响。
一、抗压强度煤岩样在单向受压条件下整体破坏时的压力，为单轴抗压强度（P c ），它是岩石力学试验中最基本的指标之一，测试方法简便易行，计算也方便，所得结果可以在一定程度上间接反映地层破裂强度，而且这个指标与抗拉强度等参数有一定的对应关系，一般岩石的抗拉强度为抗压强度的3％~30％，从而可以藉此进行估算。
煤储层为地下一定深度的三维地质体，单轴抗压强度不能反映煤储层的原位抗压强度。
因此，对应于不同埋深（围压）条件下的三轴压力实验得到的抗压强度才能接近煤储层原位的抗压强度值。
二、弹性模量弹性模量是材料在弹性范围内应力与应变的比值，在力学上反映材料的坚固性。
从单向加压的应力－应变曲线上得出的是杨氏模量，由三轴压力实验得到的模量本书称之为弹性模量。
三轴切线弹性模量的公式如下：()()()2321312311εσσεσσσσσσ+-+-+=E （7-1）式中，E －弹性模量；1σ、2σ、3σ－三轴压力，1σ表示垂向压力，实验中指轴压；2σ、3σ－表示水平压力，实验中指围压，在假三轴力学实验中，32σσ=；1ε－垂向应变，实验指轴向应变；2ε－横向应变，实验指平均径向应变（两个水平方向应变的平均值）。
将实验中得到的轴向应变、平均径向应变、轴压和围压代入上式，就可求出每一点的切线弹性模量E 。
煤岩弹性模量（E ）对煤层裂缝发育影响甚大，由力学分析可知，裂缝的宽度基本上与弹性模量成反比关系，由此成为计算裂缝尺寸的直接参数之一，如果煤层与上、下围岩之间存在足够的弹性模量差，就能成为控制水力裂缝不向上、下围岩扩展的重要自然条件。
《超临界CO2压裂煤体的化学及力学特性实验研究》篇一一、引言随着能源需求的增长和传统能源资源的日益枯竭，煤层气作为一种清洁、高效的能源资源，其开采技术逐渐成为研究的热点。
超临界CO2压裂技术因其独特的物理和化学特性，在煤层气开采中展现出巨大的潜力。
本文通过实验研究超临界CO2压裂煤体的化学及力学特性，以期为煤层气的高效、安全开采提供理论依据和技术支持。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验所使用的煤样取自某煤矿，经过粉碎、筛分等处理后，得到粒径适中的煤样。
实验所使用的超临界CO2购自专业厂商，确保其纯度和压力的准确性。
2. 实验方法实验主要分为两个部分：一是超临界CO2压裂煤体的化学特性实验；二是超临界CO2压裂煤体的力学特性实验。
在化学特性实验中，通过控制压力、温度等参数，观察CO2与煤体之间的相互作用，以及煤体中气体产物的生成情况。
在力学特性实验中，采用压力加载装置，模拟实际开采过程中的煤体受力情况，观察煤体的应力-应变关系。
三、实验结果与分析1. 化学特性分析通过超临界CO2压裂煤体的化学特性实验，我们发现：在一定的压力和温度条件下，CO2能够与煤体发生化学反应，生成一些气体产物。
这些气体产物的成分和产量随压力、温度等条件的变化而变化。
同时，我们还发现，超临界CO2压裂过程中，煤体的孔隙结构发生变化，有利于煤层气的开采。
2. 力学特性分析在超临界CO2压裂煤体的力学特性实验中，我们发现：随着压力的增加，煤体的应力-应变关系发生变化，表现出明显的塑性变形特征。
此外，我们还发现，超临界CO2压裂能够改善煤体的力学性能，提高其抗压强度和抗拉强度。
这为煤层气的安全、高效开采提供了有力的技术支持。
四、讨论与展望通过本实验研究，我们深入了解了超临界CO2压裂煤体的化学及力学特性。
这些特性的变化对煤层气的开采具有重要影响。
首先，超临界CO2与煤体的化学反应能够生成气体产物，有利于提高煤层气的采收率。
其次，超临界CO2压裂能够改善煤体的孔隙结构和力学性能，提高其抗压强度和抗拉强度，从而保证开采过程中的安全性。
天然裂缝对煤层水力压裂裂缝扩展的影响宋晨鹏;卢义玉;夏彬伟;胡科【摘要】煤层井下水力压裂过程中,天然裂缝会对水压裂缝的扩展产生重要影响,通过建立水压压裂裂缝遇天然裂缝二维模型,采用理论分析结合数值模拟的方法,对裂缝扩展规律及天然裂缝破坏机理进行研究.研究表明:扩展中主裂缝与天然裂缝的相交角度、水平主应力差及天然裂缝的发育程度是影响扩展方向的主要因素.在低主应力差、低相交角的条件下,压裂裂缝趋于沿天然裂缝发生剪切破坏扩展;在高应力差和高相交角情况下,压裂裂缝易直接穿过天然裂缝扩展.当天然裂缝尺寸较长,压裂裂缝易沿天然裂缝扩展,而小尺寸的天然裂缝对裂缝扩展影响不大.【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(035)005【总页数】5页(P756-760)【关键词】水力压裂;煤层;天然裂缝;水平主应力差;相交角;裂缝尺寸【作者】宋晨鹏;卢义玉;夏彬伟;胡科【作者单位】重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030;重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆400030;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030;重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆400030;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030;重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆400030;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030;重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆400030【正文语种】中文【中图分类】TE357.11随着煤矿开采深度的不断增加，煤层透气性越来越低，如何大幅度提高煤层透气性是实现瓦斯井下高效抽采和煤炭安全开采的关键．水力压裂作为一种适用于低透气性油气储层抽采的成熟技术，近年来被应用于井下煤层瓦斯抽采．但由于煤系地层的非均质性，主要表现在煤层中存在的天然裂缝会对裂缝扩展产生干扰，造成裂缝扩展无序及压裂增透范围有限．国内外一些基于油气地层的研究表明，天然裂缝的存在会对水力压裂裂缝的扩展产生重要影响．Daneshy［1］研究认为，中等和大型的天然裂缝会在水压的作用下发生膨胀，造成流体大量流失到天然裂缝中．Blanton［2－3］的实验发现，压裂裂缝与天然裂隙之间的逼近角度和水平主应力差是影响压裂裂缝走向的主要因素．Murphy［4］和Warpinski等［5］研究认为，压裂裂缝与天然裂缝发生干扰时，天然裂缝容易发生剪切破坏．周健等［6－7］对裂缝性储层水力压裂的研究表明，由于在裂缝性储层天然裂缝完全发育，会对水力裂缝的扩展产生重要影响．本文通过对裂缝破坏和扩展机理的研究，揭示天然裂缝作用下的水力压裂裂缝扩展规律，为后期优化现场压裂钻孔布置、尽可能减小天然裂缝对裂缝扩展的干扰、有效提高压裂增透范围提供理论支撑．1 水力压裂裂缝遇天然裂缝模型根据压裂裂缝扩展的相关理论，煤岩体起裂后裂缝扩展的主延伸方向最终沿垂直于最小水平主应力方向扩展，当水力压裂裂缝在沿最大水平主应力方向扩展时，与一条天然裂缝相交，现将实际模型进行简化，如图1所示．图1 压裂裂缝延伸遇天然裂缝模型Fig.1 The model of hydraulic fractureintersecting natural fracture图1中，θ为压裂裂缝与天然裂缝的相交角，σ1和σ3分别为最大水平主应力和最小水平主应力．当在水压作用下，压裂裂缝尖端与天然裂缝贯通，裂缝沿着哪个方向延伸，将可能出现两种情况［8］，如图2 所示．1)延伸裂缝与天然裂缝相交后，天然裂缝未在水压作用下发生膨胀，裂缝直接穿过天然裂缝，继续沿最大水平主应力方向扩展．2)延伸裂缝与天然裂缝相交后，天然裂缝在水压作用下由闭合状态发生膨胀，裂缝沿天然裂缝方向延伸，并在延伸过程中逐渐转向，继续沿最大水平主应力方向延伸．图2 压裂裂缝的两种扩展方式Fig.2 Two modes of hydraulic fracture propagation2 裂缝扩展机理研究2.1 直接穿过天然裂缝扩展机理当压裂裂缝与天然裂缝相交，若裂缝延伸尖端的流体压力小于天然裂缝面上的正应力σn，天然裂缝将不会发生膨胀，压裂裂缝将直接穿过天然裂缝，沿最大水平主应力方向延伸．此时压裂裂缝内流体压力表示为式中:p为压裂裂缝内的水压;σt为沿天然裂缝方向的剪切应力;T0为煤体的抗拉强度．当压裂裂缝与天然裂缝贯通后，剪切应力σt将不仅仅与水平主应力、相交角有关，其还将受裂缝发育程度的影响．随着裂缝发育程度的增加，在水压作用下，摩擦滑移趋势增强，裂缝更趋于沿天然裂缝发生滑移扩展，根据Blanton的研究结果，式(1)中的剪切应力σt表示为其中:σ1和σ3分别为最大水平主应力和最小水平主应力;θ为两条裂缝的相交角;a 为天然裂缝相对滑移长度;l为天然裂缝长度;Kf为天然裂缝面的摩擦系数．将式(2)带入到式(1)并整理，可判断裂缝是否直接穿过天然裂缝:当满足式(3)时，裂缝即直接穿过天然裂缝沿原有方向扩展．2.2 沿天然裂缝扩展机理当压裂裂缝与天然裂缝相交，裂缝延伸尖端的流体压力p大于天然裂缝面上的正应力σn时，天然裂缝便会张开．即判断天然裂缝张开的临界状态表示为在天然裂缝张开发生膨胀，流体压力在下降一段时间后继续增加，随着天然裂缝内水压的持续增加，天然裂缝将发生破坏继续延伸．关于压裂中天然裂缝破坏的研究，Warpinski和Teufel研究认为，压裂裂缝与天然裂缝发生干扰时，天然裂缝容易发生剪切破坏．因此，采用Mohr－Coulomb 强度准则，剪切应力和正应力作用于天然裂缝平面的方程为式中，c为煤体的黏聚力．即当天然裂缝将产生剪切破坏，并假定裂缝的变形破坏为线弹性行为，根据二维线弹性理论［9］，天然裂缝面的剪切应力σt和正应力σn表示为由裂缝扩展理论［10］得知，Griffith线性裂缝扩展所需流体压力最小，假设裂缝的形状为Griffith裂缝，则裂缝尖端水压p表示为式中:E为材料的弹性模量;γ为材料单位面积上的表面能;L为Griffith裂缝的半长;v 为材料的泊松比．将式(7)～式(9)带入到式(6)整理得由式(10)可知，当压裂裂缝与天然裂缝相遇后，决定是否沿天然裂缝延伸的影响因素除煤体自身力学特性外，主要与水平主应力差、裂缝相交角及天然裂缝的发育程度有关．当在低主应力差、低相交角或是天然裂缝长度较长的条件下，压裂裂缝易沿天然裂缝剪切破坏延伸．3 数值模拟研究3.1 水平主应力差和相交角的影响采用岩石破裂失稳的渗流应力耦合分析系统RFPA2D—Flow［11］，对压裂过程中水平主应力差和裂缝相交角对裂缝扩展的影响进行研究．建立10 m×10 m的矩形区域，划分300×300=90 000个单元．开挖一长轴为2.0 m，短轴为0.2 m的椭圆，表示扩展中的裂缝，椭圆右侧预设一条长度为1.0 m的闭合天然裂缝［12］，如图3所示．图3 压裂裂缝延伸遇天然裂缝模型Fig.3 The model of hydraulic fracture intersecting natural fracture将模型的水平主应力以位移边界条件的方式施加于模型的两边，由于裂缝扩展的主延伸方向垂直于最小水平主应力方向，故在左右两侧加载最大水平主应力σ1，上下方向加载最小水平主应力σ3．注入水压作用于扩展中裂缝内部边缘，水压以0.1 MPa的步长递增．初始水压视各模型的初始边界条件而定．共进行12组模拟，水平主应力差和相交角的参数见表1，煤体力学参数见表2．模拟结果如图4所示，在相交角θ=30°的1～4组模拟中，延伸中的裂缝趋于沿预设天然裂缝尖端起裂，并随着主应力差的增加，在尖端起裂后的扩展路径由沿天然裂缝方向扩展转向沿最大主应力方向扩展．当主应力差增大到9 MPa的第4组模拟中，短暂出现了压裂裂缝直接穿过天然裂缝扩展，说明随着主应力差的增大，水力压裂裂缝趋向直接穿过天然裂缝扩展．在θ=60°和90°的8组模拟中，随着主应力差的增加，延伸裂缝从天然裂缝尖端扩展趋于直接穿过天然裂缝扩展．表1 水平主应力差和相交角参数Table 1 The parameters of the horizontal differential principal stress and angle of interaction1 15 12 30 3 2 15 10 30 5 3 15 8 30 7 4 15 6 30 9 5 15 12 60 3 6 15 10 60 5 7 15 8 60 7 8 15 6 60 9 9 15 12 90 3 10 15 10 90 5 11 15 8 90 7 12 15 6 90 9表2 煤的力学参数Table 2 Mechanical parameters of coal均值度 3弹性模量/MPa 5 000内摩擦角/(°) 33抗压强度/MPa 15压拉比 17残余强度系数 0.1孔隙水压系数 0.6渗透系数/(m·d－1) 0.1泊松比 0.35孔隙率 4预设天然裂缝长度/m 1.0并且，在相同主应力差条件下，相交角越大，延伸中的裂缝越容易穿过天然裂缝沿原有方向扩展．图4 压裂裂缝扩展模拟结果Fig.4 The simulation results of hydraulic fracture propagation3.2 天然裂缝长度的影响根据2.2节的分析结果，天然裂缝尺寸大小会对裂缝扩展方向产生重要影响，根据图4中第6组和第7组的裂缝扩展情况，分别改变这两组天然裂缝的长度，考察其对裂缝扩展的影响，煤体力学参数同表2，天然裂缝长度与水平主应力差的组合见表3．表3 裂缝长度与水平主应力差Table 3 The sizes of fracture and the horizontal differential principal stress编号σ1/MPa σ3/MPa(σ1－σ3)/MPa 天然裂缝长度/m 14 15 10 5 0.5 15 15 8 7 2.0两组模拟结果如图5所示，并与图4中6，7组两组的裂缝扩展情况对比，在相同主应力差下，天然裂缝越长，压裂裂缝越易从天然裂缝尖端起裂扩展，而天然裂缝尺寸较小时，延伸裂缝趋于直接穿过天然裂缝扩展．图5 压裂裂缝扩展模拟结果Fig.5 The simulation results of hydraulic fracture propagation(a)—第14组;(b)—第15组．4 结论1)煤层中存在的天然裂缝会对压裂裂缝扩展产生重要的影响，其中压裂裂缝与天然裂隙之间的相交角度、水平主应力差及天然裂缝的发育情况是影响压裂裂缝走向的主要因素．2)在低主应力差、低相交角的条件下，压裂裂缝易沿天然裂缝尖端发生剪切破坏扩展．在高应力差和高相交角情况下，水力裂缝易直接穿过天然裂缝沿原有方向扩展．3)当天然裂缝尺寸较长，压裂裂缝易沿天然裂缝扩展，而小尺寸的天然裂缝对裂缝扩展影响不大．参考文献:［1］ Daneshy A．Hydraulic fracture propagation in the presence of planes of weakness［M］//Effective and Sustainable Hydraulic Fracturing．Amsterdam:Intech，1974:157 －182．［2］ Blanton T L．Propagation of hydraulically and dynamically induced fractures in naturallyfractured reservoirs［R］．Louisville:SPE 15261，1986:1 －15．［3］ Blanton T L．An experimental study of interaction between hydraulically induced and pre-existing fractures［R］．Pittsburgh:SPE 10847，1982:559 －562．［4］ Murphy H D，Fehler M C．Hydraulic fracturing of jointed formations［R］．Beijng:SPE 14088，1986:489 －496．［5］ Warpinski N R，Teufel L W．Influence of geologic discon tinuities on hydraulic fracture propagation［J］．Journal of Petroleum Technology，1987，39(2):209 －220．［6］周健，陈勉，金衍，等．裂缝性储层水力裂缝扩展机理试验研究［J］．石油学报，2007，28(5):109 －113．(Zhou Jian，Chen Mian，Jin Yan，et al．Experimental study on propagation mechanism of hydraulic fracture in naturally fractured reservoir［J］．Acta Petrlei Sinica，2007，28(5):109 －113．)［7］周健，陈勉，金衍，等．多裂缝储层水力裂缝扩展机理试验［J］．中国石油大学学报，2008，32(4):51 －54．(Zhou Jian，Chen Mian，Jin Yan，et al．Experiment of propagation mechanism of hydraulic fracture in multi-fracture reservoir［J］．Journal of China University of Petroleum，2008，32(4):51 －54．)［8］ Potluri N，Zhu D，Hill A D．Effect of natural fractures on hydraulic fracture propagation［R］．Sheveningen:SPE 94568，2005．［9］吴家龙．弹性力学［M］．北京:高等教育出版社，2001．(WU Jia-long．Mechanics of elasticity［M］．Beijing:Higher Education Press，2001．)［10］埃沃尔兹 H L，汪希尔R J H．断裂力学［M］．北京:北京航天航空大学出版社，1998．(Ewalds H L，Wanhill R J H．Fracture mechanics ［M］．Beijing:Beijing University of Aeronautics＆Astronautics Press，1998．)［11］冷雪峰，唐春安，杨天鸿，等．岩石水压致裂过程的数值模拟分析［J］．东北大学学报:自然科学版，2002，23(11):1104－1107．(Leng Xue-feng，Tang Chun-an ，Yang Tian-hong，et al．Numerical simulat ion and analysis on heterogeneous and permeable rocks under hydraulic fracturing ［J］．Journal of Northeastern University:Natural Science，2002，23(11):1104 －1107．)［12］黄明利，唐春安，梁正召．岩石裂纹相互作用的应力分析［J］．东北大学学报:自然科学版，2001，22(4):446 －449．(Huang Ming-li，Tang Chun-an，Liang Zheng-zhao．Stress analysis ofinteraction ofrock cracks ［J］．Journal of Northeastern University:Natural Science，2001，22(4):446 －449．)。
石油类毕业论文：煤层压裂改造1 引言煤层压裂改造可有效地将井孔与煤层天然裂隙连通起来，从而在排水采气时，更广泛地分配井孔附近的压降，增加产能，增大气体解吸速率。
因此，在煤层气勘探开发中，压裂改造作为一种重要的强化措施，已得到普遍应用。
然而，由于我国煤层气勘探开发起步晚、技术落后，尤其压裂改造工艺技术还没有作系统研究，为此，我处经过四年科技攻关，研究成功了煤层压裂改造配套工艺技术，现场应用15口井33层煤，效果良好。
2 煤层压裂改造配套工艺技术2.1 完井技术(1)采用全井下φ139.7mm(φ177.8mm)套管，低密度水泥浆固井工艺技术。
(2)采用高密度深穿透射孔工艺技术。
用φ102枪102弹(127弹)，孔密16～32孔/m，螺旋布孔，相位角90°，射开煤层或煤层和围岩，从而使射孔孔径超过φ12mm，有效穿透距离超过500m。
这种完井技术稳固了井身，减少了煤层污染，有利于煤层分层压裂改造，能满足排水采气需要，经济可行。
2.2 压裂设计技术研制成功了煤层气井三维压裂优化设计软件。
该软件填补了国内空白，是国内第一套煤层气井压裂软件，达到国际先进水平。
该软件在windows环境下开发，采用visualfor windows编程，模块化设计，算法先进可靠。
它主要包含以下7个模型：(1)产量动态预测模型(2)经济评价模型(3)裂缝三维延伸模型(4)控制缝高模型(5)支撑剂运移分布模型(6)温度场模型(7)优化设计模型运用该软件，可设计出最优压裂方案，达到最佳压裂效果。
2.3 压裂液研制压裂液性能的好坏直接关系到压裂施工的成败及压后增产效果，根据煤层特性，研制出了适合煤层的压裂液系列。
(1)清水：其矿化度与煤层水接近，不伤害煤层;(2)活性水：对煤层伤害轻微;(3)低温冻胶压裂液：主要由瓜尔胶、kcl、杀菌剂、表面活性剂、助排剂、交联剂、破胶剂等组成。
其技术指标居国内领先水平，破胶后水化液粘度(20℃，24h)为1.00mpa·s，表面张力<30mn/m，界面张力<2mn/m，煤层伤害率<16%。
第七章 煤储层的力学性质及其对压裂效果的影响煤层及顶底板围岩的力学性质是影响储层改造效果的重要因素，因而是进行煤层压裂理论研究的基础。
力学参数的测试分析，为煤储层三维应力状态、压裂裂缝模拟、压裂压力曲线分析和优化设计压裂施工参数提供必要的原始参数。
第一节 主要力学参数煤层及顶底板围岩的力学性质主要包括：弹性模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
此外，煤岩的物理性质如硬度、密度、天然裂隙及煤岩的表面物理化学性质、水理性质、热性质等对储层改造效果也有一定的影响。
一、抗压强度煤岩样在单向受压条件下整体破坏时的压力，为单轴抗压强度（P c ），它是岩石力学试验中最基本的指标之一，测试方法简便易行，计算也方便，所得结果可以在一定程度上间接反映地层破裂强度，而且这个指标与抗拉强度等参数有一定的对应关系，一般岩石的抗拉强度为抗压强度的3％~30％，从而可以藉此进行估算。
煤储层为地下一定深度的三维地质体，单轴抗压强度不能反映煤储层的原位抗压强度。
因此，对应于不同埋深（围压）条件下的三轴压力实验得到的抗压强度才能接近煤储层原位的抗压强度值。
二、弹性模量弹性模量是材料在弹性范围内应力与应变的比值，在力学上反映材料的坚固性。
从单向加压的应力－应变曲线上得出的是杨氏模量，由三轴压力实验得到的模量本书称之为弹性模量。
三轴切线弹性模量的公式如下：()()()2321312311εσσεσσσσσσ+-+-+=E （7-1）式中，E －弹性模量；1σ、2σ、3σ－三轴压力，1σ表示垂向压力，实验中指轴压；2σ、3σ－表示水平压力，实验中指围压，在假三轴力学实验中，32σσ=；1ε－垂向应变，实验指轴向应变；2ε－横向应变，实验指平均径向应变（两个水平方向应变的平均值）。
将实验中得到的轴向应变、平均径向应变、轴压和围压代入上式，就可求出每一点的切线弹性模量E 。
煤岩弹性模量（E ）对煤层裂缝发育影响甚大，由力学分析可知，裂缝的宽度基本上与弹性模量成反比关系，由此成为计算裂缝尺寸的直接参数之一，如果煤层与上、下围岩之间存在足够的弹性模量差，就能成为控制水力裂缝不向上、下围岩扩展的重要自然条件。
煤岩水压气压裂缝扩展行为特性研究作者：郝芹来源：《科技风》2019年第03期摘要：应用三轴岩石力学测试系统及煤岩气压致裂设备分析了原煤试件的水压致裂与气压致裂过程。
在此基础上对裂缝的形成、扩展与压力的关系进行了分析，应用弹性力学和断裂力学理论对煤体裂纹形成和扩展过程进行分析。
结果显示：煤样在水压和气压作用下首先达到拉应力强度极限破坏，随后在压力的作用下形成I型裂纹沿着裂纹面扩展，出现贯通裂纹。
煤体的水压致裂和气压致裂的破坏形式以对径张拉破坏为主。
关键词：原煤；水压致裂；气压致裂；声发射1 绪论中国是一个缺乏石油，天然气和煤炭的国家。
中国的“中长期发展能源发展规划（2004.2020年）”已经确定，中国将会“坚持以煤为主体，全面开展油气和新能源开发”的能源战略。
影响天然气生产的自然因素是天然气资源量，天然气资源丰度，储层压力，煤体渗透率。
[1]随着采矿规模和采矿深度的变化，中国大部分煤矿将变为低透气高瓦斯开采条件，必须利用煤层开发利用煤炭。
[2]煤层水力压裂软化技术是解决高坚硬厚煤层综放开采顶煤软化的关键技术。
[3]气动裂缝与水力压裂原理相似，压缩气体形成高压气体，裂缝煤岩层。
因此，在没有水资源的情况下，有可能实现煤层防渗透和瓦斯抽采。
研究瓦斯抽放水压力的压裂机理具有重要意义。
许多学者对水压气压致裂进行了研究。
为了从机理上了解煤体内压力作用下的裂隙扩展，膨胀行为和破坏形态，本文采用原煤进行了钻孔水压气压裂缝扩展行为规律的实验研究，并进行了理论分析。
2 煤体裂缝形成过程分析根据实验煤样的形状，样品被简化为一个圆柱体。
采用库仑准则判断煤样破裂失效，并用库伦准则求剪切破断面的倾角。
本文对上述结论进行验证，分布采用两个破坏准则进行判定。
（1）最大拉应力破坏准则。
该标准认为，当最大拉应力达到材料的拉伸极限时，即导致材料破裂的一个点F=σ-T0（k）=0式中，T0是反映材料受拉条件下的抗拉强度。
（2）库伦准则。
