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基于三维地应力测量的岩爆预测问题研究

岩土力学 2011年第3期32卷 849-854页

作者：王斌李夕兵马春德林业李志国中南大学资源与安全工程学院长沙410083 湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201

岩爆预测中常用的动态指标切向应力σθ是与初始地应力场密切联系的。根据开阳磷矿实测三维地应力值和该矿多层岩体赋存的特点,分析了洞室围岩岩性、空间巷道、倾斜层理等因素对σθ的影响。开阳磷三维地应力测试成果表明,埋深浅的砂岩... 详细信息

岩爆预测中常用的动态指标切向应力σθ是与初始地应力场密切联系的。根据开阳磷矿实测三维地应力值和该矿多层岩体赋存的特点,分析了洞室围岩岩性、空间巷道、倾斜层理等因素对σθ的影响。开阳磷三维地应力测试成果表明,埋深浅的砂岩比埋深大的红页岩的垂直地应力值要大近3倍,提出了考虑测点岩性的地应力场区域应用观点和考虑巷道轴向空间性的三维地应力空间分解方法。按上述方法,通过数值模拟研究发现,考虑倾斜层理时发生岩爆的位置主要在右帮底部。这与马路坪矿现场观测的破坏结果较吻合。区域空间分解法的岩爆预测结果比线性拟合回归法更接近实际。

关键词：三维地应力岩爆预测空间分解倾斜层理

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一次套钻确定三维地应力的新型钻孔变形计

岩土力学 2006年第5期27卷 816-822页

作者：胡斌章光李光煜中国科学院武汉岩土力学研究所武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070

基于岩体初始地应力测量的套钻应力解除方法,在36-2型钻孔变形计的基础上增加8个轴向变形测量装置,优化设计加工成12分量新型钻孔变形计。该变形计具有8个轴向变形测量元件和4个径向变形测量元件。试验室内元件标定的结果表明,每个测量... 详细信息

基于岩体初始地应力测量的套钻应力解除方法,在36-2型钻孔变形计的基础上增加8个轴向变形测量装置,优化设计加工成12分量新型钻孔变形计。该变形计具有8个轴向变形测量元件和4个径向变形测量元件。试验室内元件标定的结果表明,每个测量元件的分辨率可达0.0001mm,精度达到2‰;多项室内整体标定试验表明,该变形计应力测量稳定性和可靠性较好,分辨率可达0.028MPa(当E=30GPa时),实测误差小于10%;在利用设计出的专用金刚石钻头钻取的钻孔中,安装该变形计,只需要一次套钻应力解除试验就可以确定测点部位的三维地应力状态。该地应力测试设备和方法解决了传统的利用3个钻孔套钻解除确定三维地应力的弊端,并可进行深孔测试。具有操作方便、精度高、可靠性好的特点。

关键词：套钻钻孔变形计三维地应力

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深部三维地应力实测与巷道稳定性研究

岩土力学 2008年第9期29卷 2547-2550,2555页

作者：张百红韩立军韩贵雷王延宁中国矿业大学建筑工程学院

原始地应力是地下工程围岩稳定与支护结构设计的一个基本参数。在唐口煤矿井下回风石门、西翼辅助运输石门等不同构造部位的3个测点采用空心包体应力解除法进行了现场地应力的实测工作,测点的埋深达1 024～1 030 m。详细介绍了三维地应... 详细信息

原始地应力是地下工程围岩稳定与支护结构设计的一个基本参数。在唐口煤矿井下回风石门、西翼辅助运输石门等不同构造部位的3个测点采用空心包体应力解除法进行了现场地应力的实测工作,测点的埋深达1 024～1 030 m。详细介绍了三维地应力及其主应力的计算原理,并根据矿区实测地应力资料,分析了矿井地应力大小、方向变化和分布特征,进而获得了该矿区地应力的定性及定量资料,初步分析了地应力对巷道稳定性的影响,为巷道的合理支护结构设计提供了可靠依据。

关键词：深井三维地应力地应力测量围岩稳定性地下工程

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套筒致裂单孔三维地应力测试法的原理与应用

煤炭学报 2016年第6期41卷 1416-1421页

作者：经纬薛维培荣传新经来旺郝朋伟安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽理工大学矿山工程力学与支护技术研究所安徽淮南232001

详细介绍了一种操作简单,应用广范,计算结果全面且具有较高精度的地应力测试方法及其原理。该方法使用JHDC-1型套筒致裂地应力测试仪,依据弹性力学的相关理论并结合矿井实际地质条件,仅凭一孔致裂即可确定测试点最大、最小水平地应力和... 详细信息

详细介绍了一种操作简单,应用广范,计算结果全面且具有较高精度的地应力测试方法及其原理。该方法使用JHDC-1型套筒致裂地应力测试仪,依据弹性力学的相关理论并结合矿井实际地质条件,仅凭一孔致裂即可确定测试点最大、最小水平地应力和构造应力的数值,并且可以进一步推算出主地应力的大小和方位。该测试方法简便、快捷,非常适合煤矿井下地应力测试。

关键词：套筒致裂法单孔三维地应力测试

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寺河煤矿三维地应力场分布和巷道布置优化

煤炭学报 2010年第5期35卷 717-722页

作者：郑书兵天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013

采用井下现场测量和理论分析相结合的方法,研究了晋城煤业集团寺河煤矿东采区3号煤层的三维地应力场分布和最优巷道布置方向,确定了该区域的地应力场形式为σHV型,属于典型的构造应力场。分析了在该类型的地应力场中,最优巷道布置方向... 详细信息

采用井下现场测量和理论分析相结合的方法,研究了晋城煤业集团寺河煤矿东采区3号煤层的三维地应力场分布和最优巷道布置方向,确定了该区域的地应力场形式为σHV型,属于典型的构造应力场。分析了在该类型的地应力场中,最优巷道布置方向与最大主应力方向的关系。研究结果表明:最优巷道布置方向不是沿着最大主应力的方向,而是与其成一定夹角,夹角大小取决于3个主应力的比值;当夹角不大于30°时,构造应力对巷道围岩稳定程度的影响较小。

关键词：三维地应力地应力场分布巷道布置优化构造应力水压致裂法

非弹性应变恢复法三维地应力测量——汶川地震科学钻孔中的应用

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中国科学：地球科学 2014年第6期44卷 510-518页

作者：孙东生 WeiRen LIN 崔军文王红才陈群策马寅生王连捷中国地质科学院地质力学研究所北京100081 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 Kochi Institute for Core Sample Research Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) 中国地质科学院地质研究所北京100037

随着地球动力学和深部能源开发利用等研究工作的不断深入,深部应力状态的研究越来越重要,但目前尚没有即经济又简便完善的深部三维地应力测量方法.基于岩芯的非弹性应变恢复法是近年来发展起来的深部三维应力测量方法.汶川5·12地震后,... 详细信息

随着地球动力学和深部能源开发利用等研究工作的不断深入,深部应力状态的研究越来越重要,但目前尚没有即经济又简便完善的深部三维地应力测量方法.基于岩芯的非弹性应变恢复法是近年来发展起来的深部三维应力测量方法.汶川5·12地震后,中国大陆首次将该方法应用于科学钻孔的地应力测量.本文详细介绍了这一方法现场测量岩芯非弹性恢复应变的基本流程,并对此法测量的岩芯首次开展了岩石非弹性应变恢复柔量的实验研究,将现场非弹性应变测量与室内非弹性应变恢复柔量实验相结合,确定汶川地震科学钻一号孔(WFSD-1)1173 m处最大主应力方向为NW64°,实测得到岩石的剪切与体积模式非弹性应变恢复柔量的比值为2.9,计算得到最大、中间和最小主应力分别为43,28和25 MPa.结合龙门山地区其他方法的地应力测量结果,表明龙门山断裂带从NE到SW现今最大主应力作用方向表现为由EW→NEE→NWW的变化规律,龙门山断裂带现今地应力作用方向的分段性特征与5·12汶川地震时龙门山断裂带西南段逆冲为主,东北段走滑为主的运动特点相吻合,研究结果对于认识汶川地震的动力学机制具有一定参考价值.

关键词：汶川Ms8 0地震岩芯非弹性应变恢复非弹性应变恢复柔量三维地应力科学钻孔

三维地应力状态下钻孔岩石压裂方位及扩展研究

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三维地应力状态下钻孔岩石压裂方位及扩展研究

作者：付泽文燕山大学

学位级别：硕士

在岩石工程、石油天然气工程及水利工程中,钻孔岩石裂缝开裂方位裂缝扩展特征的研究是一个热门课题,历来受到学者们的关注。以往的研究大多局限于二维平面裂缝,三维地应力状态下的岩石钻孔裂缝的研究一直处于初级阶段。本文采用有限元... 详细信息

在岩石工程、石油天然气工程及水利工程中,钻孔岩石裂缝开裂方位裂缝扩展特征的研究是一个热门课题,历来受到学者们的关注。以往的研究大多局限于二维平面裂缝,三维地应力状态下的岩石钻孔裂缝的研究一直处于初级阶段。本文采用有限元法对三维地应力状态下钻孔岩石裂缝开裂演化征进行了系统的分析,研究结论可指导岩石压裂工程实践,论文主要工作如下。本文给定了十二种三维地应力状态,基于岩石的弹塑性特征,运用有限元法计算出各种应力状态下的开裂方位角,并与基于弹性理论计算结果进行对比。分析表明考虑岩石弹塑性特征的有限元方法计算得出的钻孔岩石开裂方位角更加符合实际的压裂状况,其结果更为准确。采用XFEM(扩展有限元)法,在计算出的开裂方位角的基础上分别对二维平面应变状态下、三维竖直井地应力状态下和三维斜井地应力状态下的预制裂缝进行裂缝的扩展模拟计算,并从裂缝扩展路径、裂尖应力变化、裂缝穿过单元的应力应变曲线、裂缝扩展过程中的能量变化等方面对计算结果进行了详细的分析,得出了相应的裂缝扩展特征。

关键词：岩石水力压裂三维地应力开裂方位角扩展有限元裂缝扩展

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原生裂隙水压法三维地应力测量原理及应用

岩石力学与工程学报 2001年第S1期20卷 1706-1709页

作者：尹建民刘元坤罗超文刘允芳长江科学院岩基研究所武汉430010

介绍了单钻孔中利用原生裂隙重张试验确定三维地应力的两种方法，即利用原生裂隙重张试验和原生裂隙重张试验与完整岩石段常规压裂试验相结合的方法。

关键词：三维地应力原生裂隙重张试验水压致裂法

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基于三维地应力的渗透率转换方法

油气地质与采收率 2013年第4期20卷 69-71,115-116页

作者：朱苏阳李传亮董凤玲西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中国石化中原油田分公司采油二厂河南濮阳457001

储层渗透率的测量及其储层条件下的转化方式是油藏工程研究的重要内容。随着储层岩石有效应力的增加,储层岩石孔隙半径减小,渗透率降低,地面测量的岩石渗透率比地层条件下的渗透率高。为将地面测量的渗透率应用于油藏工程,须将其换算到... 详细信息

储层渗透率的测量及其储层条件下的转化方式是油藏工程研究的重要内容。随着储层岩石有效应力的增加,储层岩石孔隙半径减小,渗透率降低,地面测量的岩石渗透率比地层条件下的渗透率高。为将地面测量的渗透率应用于油藏工程,须将其换算到储层条件。根据岩石在地面和地层条件下的应力状态,研究了地面—地下渗透率的转换方法,该方法采用三维地应力,克服了仅采用上覆地层压力的不足。胜利油区渗透率覆压实验校正结果表明,仅采用上覆地层压力计算的渗透率转换值,比采用三维地应力计算的渗透率转换值明显偏小。对于中渗透地层,三维地应力的渗透率转换方法与原方法差别不大,对于低渗透地层,基于三维地应力的渗透率转换方法的计算值比原方法增大约10%。

关键词：上覆地层压力三维地应力储层条件渗透率转换方法胜利油区