Mechanismandexperimentinvestigationontheformationofhydro-fracturesystembyfracturingthroughtheinterfaceoflarge-sizecoal-rock

《Mechanism and experiment investigation on the formation of hydro-fracture system by fracturing through the interface of large-size coal-rock》是一篇关于水力压裂过程中裂缝系统形成机制的实验研究论文。该论文旨在探讨在大型煤岩界面处进行压裂时，裂缝如何形成、扩展以及最终形成的水力裂缝系统的结构特征和力学行为。

该研究背景源于煤炭资源开采过程中对高效、安全开采技术的需求。随着煤炭开采深度的增加，煤岩复合地层中的裂缝网络成为影响开采效率和安全的重要因素。传统的压裂技术在处理煤岩界面时存在一定的局限性，因此需要深入研究其裂缝形成机制。

论文通过实验方法对煤岩界面处的水力压裂过程进行了详细分析。实验中使用了大型煤岩试样，模拟实际地质条件下的压裂环境。研究团队设计了多种实验方案，包括不同的注入压力、注入速率以及煤岩界面的物理性质变化等，以观察裂缝的形成和发展规律。

实验结果表明，在煤岩界面处进行压裂时，裂缝的起裂位置和扩展路径受到界面两侧岩石性质差异的影响。煤岩界面的强度差异导致裂缝在不同区域表现出不同的扩展行为，从而形成了复杂的裂缝网络。此外，实验还发现，注入压力的大小和持续时间对裂缝的形态和分布有显著影响。

论文进一步探讨了裂缝系统的形成机制，提出了一个基于应力场和流体压力相互作用的理论模型。该模型能够解释在煤岩界面处裂缝如何从初始裂纹发展为复杂的裂缝网络，并预测裂缝的扩展方向和规模。研究认为，裂缝的扩展不仅受到注入流体的压力驱动，还受到煤岩界面处的应力集中效应和材料断裂韧性的影响。

除了理论分析，论文还通过图像处理和数据分析技术对实验结果进行了定量评估。利用高分辨率成像设备记录裂缝的扩展过程，并结合数值模拟方法验证实验数据的可靠性。这些方法使得研究人员能够更直观地理解裂缝的演化过程，并为后续的工程应用提供参考。

该研究具有重要的工程应用价值。在煤矿开采中，了解煤岩界面处的裂缝形成机制有助于优化压裂参数，提高压裂效果，同时降低施工风险。此外，研究成果还可以应用于油气田开发、地热能利用等领域，为复杂地质条件下的水力压裂技术提供理论支持。

论文的研究方法和结论为水力压裂技术的发展提供了新的视角。通过实验与理论相结合的方式，研究团队揭示了煤岩界面处裂缝形成的关键因素，为相关领域的工程实践提供了科学依据。未来，随着更多实验数据的积累和计算模型的完善，对该机制的理解将更加深入，从而推动水力压裂技术在更多应用场景中的有效应用。

综上所述，《Mechanism and experiment investigation on the formation of hydro-fracture system by fracturing through the interface of large-size coal-rock》是一篇具有重要学术价值和工程意义的论文。它不仅深化了对煤岩界面水力压裂过程的认识，也为相关领域的技术创新和应用提供了有力支持。