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低渗煤层预裂爆破裂纹扩展规律数值模拟研究
低渗煤层预裂爆破裂纹扩展规律数值模拟研究
摘要：低渗煤层预裂爆破技术是一种常用的煤层开发方法，对于提高煤层开采效率具有重要意义。本文以低渗煤层预裂爆破裂纹扩展规律为研究对象，通过数值模拟方法对裂纹扩展规律进行了研究。结果表明，裂纹扩展速度随着裂纹长度的增加而逐渐减小，且受到地应力分布的影响较大。此外，裂纹扩展路径与煤层地应力场分布存在一定的关系。本研究为低渗煤层预裂爆破技术的应用提供了理论基础。
关键词：低渗煤层；预裂爆破；裂纹扩展；数值模拟
引言：低渗煤层预裂爆破技术是一种常用的提高煤层采收率的方法，通过预先在煤层中设置裂纹，可以显著改善煤层渗透性，提高开采效率。然而，裂纹的扩展规律对于预裂爆破技术的应用具有重要影响。因此，本文通过数值模拟方法研究低渗煤层预裂爆破裂纹扩展规律，以期为该技术的应用提供理论依据。
方法：本文采用数值模拟方法对低渗煤层预裂爆破裂纹扩展规律进行研究。首先，根据煤层地质条件和实际情况，建立了低渗煤层的地应力分布模型。然后，在煤层中设置初裂纹，并设置了不同的爆破参数和地应力条件。最后，利用ABAQUS软件对裂纹扩展过程进行了数值模拟，并对模拟结果进行了分析和讨论。
结果与讨论：通过数值模拟，得到了裂纹扩展过程中裂纹长度随时间的变化曲线。结果表明，随着裂纹长度的增加，裂纹扩展速度逐渐减小，这与实际情况相符。此外，地应力分布对裂纹扩展速度也有显著影响，地应力越大，裂纹扩展速度越慢。另外，裂纹扩展路径与煤层地应力场分布存在一定的关系，具体关系需要进一步研究。
结论与展望：本文通过数值模拟方法对低渗煤层预裂爆破裂纹扩展规律进行了研究。结果表明，裂纹扩展速度随着裂纹长度的增加而逐渐减小，且受到地应力分布的影响较大。此外，裂纹扩展路径与煤层地应力场分布存在一定的关系。然而，本研究还存在一些不足之处，如考虑了单一的地应力分布模型，没有考虑其他因素的影响等。因此，今后的研究可以进一步改进模型，考虑更多的因素，以提高研究的准确性和可靠性。
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