冲击压裂下钻孔极限力学行为规律研究与应用

为了研究冲击载荷压裂作用下孔壁受力特征,采用理论分析和试验方法开展不同冲击载荷下孔壁力学行为研究,推导出裂隙的体积应变方程,获得不同冲击载荷下孔壁强度、应变和渗透性变化规律;通过现场抽采实践,探究不同冲击载荷影响钻孔抽采的影响。结果表明:对比p<1.0 MPa试验曲线,当1.0 MPa≤p<10.0 MPa时,试件最大强度降低38.5%,最大应变增加19.5%,最大应变率增加43.4%,试件横、纵裂隙发育,形成径向和环向的裂隙网,渗透通道和数量增加,渗透率呈线性上升;当p≥10.0 MPa时,试件发生冲击破裂,冲击载荷释放,裂隙发育稳定,渗透率趋于稳定;当p=5.0 MPa的钻孔瓦斯抽采时效性是p=0.5 MPa和p=15.0 MPa的2.0倍和3.0倍,初始抽采量是其他两种的1.2倍和2.4倍,在介于极限抗拉载荷和极限抗压载荷之间的冲击载荷作用下,钻孔具有较高透气性和较好稳定性,表现出了高渗透性、高时效性的抽采特征。