套筒致裂法測(cè)試地應(yīng)力原理、技術(shù)與應(yīng)用

前言

第1章 地應(yīng)力的基本特征

第2章 現(xiàn)有地應(yīng)力測(cè)試方法評(píng)述

第3章 套筒致裂法的理論基礎(chǔ)

第4章 套筒致裂法地應(yīng)力測(cè)試的基本原理

第5章 套筒致裂法地應(yīng)力測(cè)試的方法及步驟

第6章 孫疃煤礦原巖應(yīng)力測(cè)試結(jié)果分析

第7章 孫疃煤礦豎直測(cè)孔巖性測(cè)試報(bào)告

第8章 地應(yīng)力對(duì)孫疃煤礦主要巷道及工作面的影響

附錄A 孫疃礦區(qū)上覆巖層容重計(jì)算依據(jù)

附錄B 鉆孔設(shè)備及使用方法簡(jiǎn)介

參考文獻(xiàn) 2100433B

《套筒致裂法測(cè)試地應(yīng)力原理、技術(shù)與應(yīng)用》圍繞“地應(yīng)力測(cè)試原理與技術(shù)”展開研究。全書共包括8章具體內(nèi)容，依次對(duì)原始地應(yīng)力的基本特征、現(xiàn)有地應(yīng)力測(cè)試方法、套筒致裂法的理論基礎(chǔ)、套筒致裂法測(cè)試地應(yīng)力的基本原理、套筒致裂法地應(yīng)力測(cè)試的方法與步驟、孫疃煤礦原巖應(yīng)力測(cè)試及結(jié)果分析、地應(yīng)力對(duì)孫疃煤礦主要巖石巷道穩(wěn)定性的影響等內(nèi)容進(jìn)行了較為詳盡的介紹。

由于某些原因，很多現(xiàn)行的地應(yīng)力測(cè)試方法難以適應(yīng)煤礦等地下工程測(cè)試的要求，其中最為主要的原因是測(cè)試過程極難控制，致使測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確程度難以保證?；谶@種情況，尋求一種操作簡(jiǎn)便、過程能夠嚴(yán)格控制、理論科學(xué)準(zhǔn)確的測(cè)試方法就顯得十分必要。套筒致裂法及相關(guān)測(cè)試原理與設(shè)備就是在這樣一種背景下誕生出來的。

套筒致裂法測(cè)試地應(yīng)力的基本原理是利用測(cè)點(diǎn)處互相垂直的三方向致裂壓力直接測(cè)出主地應(yīng)力的大小、方位，即直接給出測(cè)點(diǎn)主單元體。測(cè)試過程中壓力的變化采用智能壓力計(jì)連續(xù)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)頻率最高可達(dá)10~60個(gè)/秒，依據(jù)兩次致裂獲得的連續(xù)變化的壓力值即可直接確定套筒致裂壓力。

該測(cè)試方法的最大優(yōu)點(diǎn)在于可以直接獲取主地應(yīng)力大小、方位，不需要借助測(cè)點(diǎn)巖石的彈性常數(shù)，同時(shí)還可以對(duì)上覆巖層的重量進(jìn)行準(zhǔn)確的推算。此外，本書還詳細(xì)地介紹了構(gòu)造應(yīng)力的求解方法及測(cè)點(diǎn)上下一定范圍內(nèi)各層巖層中構(gòu)造應(yīng)力及主地應(yīng)力的大小與方位的計(jì)算原理，并通過具體實(shí)例給予了示范。

本書共分8章，其中第1、2、3、4章由經(jīng)來旺、郝朋偉共同撰寫，第5、6、7、8章以及附錄A、附錄B由張浩撰寫。全書由經(jīng)來旺規(guī)劃、整理。

本書在撰寫過程中得到了淮北礦業(yè)集團(tuán)的大力支持與幫助，在此深表感謝！

原生裂隙水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)量，充分利用了重張?jiān)囼?yàn)確定裂隙法向應(yīng)力精度高的特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)水壓致裂法假設(shè)多、鉆孔橫截面最大主應(yīng)力計(jì)算誤差大等缺點(diǎn)，并且可進(jìn)行大尺度的三維地應(yīng)力測(cè)量，但當(dāng)所測(cè)原生裂隙距離大時(shí)，應(yīng)考慮應(yīng)力梯度。介紹了原生裂隙水壓致裂法三維地應(yīng)力測(cè)量的原理和步驟，基于大量的實(shí)測(cè)地應(yīng)力分布規(guī)律的研究成果，簡(jiǎn)化出滿足一般工程的線性應(yīng)力梯度形式，并推導(dǎo)了便捷的計(jì)算過程。工程應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，不考慮應(yīng)力梯度的原生裂隙水壓致裂法三維地應(yīng)力測(cè)量結(jié)果與考慮應(yīng)力梯度測(cè)量結(jié)果具有一定差別，而后者的測(cè)量結(jié)果能反映測(cè)試范圍內(nèi)的地應(yīng)力場(chǎng)變化。 2100433B

學(xué)科：地質(zhì)力學(xué)

詞目：水力壓裂法

英文：hydrofracturing method(fracking)

由圖可得關(guān)泵壓力(ps)、裂縫擴(kuò)展壓力(pr)和破裂壓力(pf),并按下式計(jì)算主應(yīng)力：最小水平應(yīng)力σh=ps最大水平應(yīng)力σH=3ps-pr-po式中：po為孔隙壓力。而鉛直應(yīng)力σv可根據(jù)上覆巖層的重量計(jì)算：σv=ρgH式中：ρ為巖石密度；g為重力加速度；H為測(cè)量深度；主應(yīng)力方位由印模器確定。此法于20世紀(jì)50年代由哈伯特(Hubbert)、威利斯(Willis)在理論上進(jìn)行論證,60年代由夏德格(Scheidergger)、凱利(Keighley)、費(fèi)爾赫斯特(Fairhurst)等加以完善,海姆森(Haimson)等分析了壓裂液滲入的影響,并作大量野外和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)工作。由于操作簡(jiǎn)便,且無須水力壓裂法知道巖石的彈性參量而得到廣泛應(yīng)用。美國(guó)已進(jìn)行很多水力壓裂法地應(yīng)力測(cè)量,德國(guó)、日本和中國(guó)等也已相繼開展此項(xiàng)工作。目前,此法已能在5000米深處進(jìn)行測(cè)量