边相君

(山西省节能中心有限公司，山西 太原 030000)

0 引言

水力压裂经过多年的发展，在工业中得到了广泛的应用，例如石油和天然气的开采、地热资源的开采以及地应力的测量[1-3]。目前，水力压裂已经在煤矿中得到了应用，其中最典型的是煤层气开采。我国的煤层多是低渗透性煤层，通过水力压裂可以有效地对煤层进行增透，从而提高煤层气的产量。在水力压裂后，岩体会充分破碎。考虑到这一点，许多学者开始将水力压裂技术用于煤矿顶板坚硬岩层的控制。大量现场试验结果表明，水力压裂可以定向破坏顶板的完整性，削弱岩层顶板的强度，从而促使顶板岩层垮落，达到降低顶板长期悬而不垮造成的顶板垮落危害[4-5]。

目前，水力压裂技术已经相当成熟，其具有安全性高、操作性强、工程施工容易且成本低的优点，是控制煤层坚硬顶板的一项重要的方法。这些技术在神东、淮南等矿区得到了推广应用，并取得了一定的经济效益，保证了工作面回采的安全性。在进行水力压裂时，压裂的范围是重点关注的对象。因此，分析水力压裂的范围及其影响因素非常必要。文中通过建立水力压裂的模型，分析了水力压裂过程中开裂压力的影响因素。

1 水力压裂钻孔参数理论分析

水力压裂技术是通过向预裂孔内注入高压水，在高压水的作用下裂纹发生扩展生成大量的裂缝，从而达到对坚硬顶板进行控制的目的。水力压裂对顶板的控制作用体现在2个方面，破坏顶板的完整性和软化顶板。……