基于矿山采动效应的三维压裂应力场演化表征方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于矿山采动效应的三维压裂应力场演化表征方法和系统，演化表征方法包括如下步骤：构建并变换三维采动应力张量：对矿山工作面开采进行数值模拟，在目标研究区域提取采动应力分量，构建出三维二阶应力张量，并计算主应力标量和主方向；连续平滑变换采动主应力：构造三维六向主方向矩阵，然后构造主应力内积矩阵，计算旋转矩阵并获得主应力方向的连续平滑演化轨迹；复现时空采动应力场：以预定义场的形式为压裂模型赋予空间采动应力场，以动态载荷边界的形式为压裂模型赋予时序采动应力场；构建并变换三维压裂应力张量：对采动作用下矿山压裂进行数值模拟，提取并计算压裂主应力，在采动应力场作用下表征并分析压裂应力场的演化规律。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿山压裂领域，尤其涉及一种基于矿山采动效应的三维压裂应力场演化表征方法和系统。

技术介绍

1、压裂在矿山中具有广泛的应用，例如，在煤矿中，煤炭开采时常面临坚硬顶板、低渗煤层、硬质煤层等问题，坚硬顶板易造成冒顶事故，低渗煤层的瓦斯抽采效率低，硬质煤层不利于顶煤冒放，这些问题在一定程度上可以使用压裂的方法解决，通过压裂可以切断顶板以达成卸压的目的，也可以增透煤体以提高渗透率，还可以致裂煤体以提高顶煤冒放性；在非煤矿山中，开采硬岩时，压裂可以用来破碎坚硬的岩体，降低爆破作业的难度和成本，提高生产效率。

2、矿山中的压裂通常需要解决指定空间位置的工程问题，因此，压裂裂缝的扩展方向至关重要。已有研究表明，压裂裂缝的扩展方向受压裂环境中的主应力分布的影响，而矿山开采时会形成应力扰动，在开采空间周围形成应力集中区，随着开采作业的进行，采动应力会动态迁移。在工程中，需要压裂的区域一般都处于采动应力的影响范围之内，因此，采动应力场的时空演化会影响压裂应力场的分布，进而影响到压裂裂缝的扩展方向。

3、另外，目前关于压裂裂缝扩展方向的研究主本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于矿山采动效应的三维压裂应力场演化表征方法，其特征在于，包括如下步骤：

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【技术特征摘要】

1.一种基于矿山采动效应的三维压裂应力场演化表征方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于矿山采动效应的三维压裂应力场演化表征方法，其特征在于，

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【专利技术属性】
技术研发人员：闫浩，时培涛，张吉雄，马丹，金磊林，陈让，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：