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作者：陈立伟;王东杰;边乐;
单位：河南理工大学安全科学与工程学院;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心;煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心;
摘要：目的 为了研究深部强矿压工作面水力压裂裂纹扩展规律，方法 以余吾煤矿的3号煤层S5207回风巷为工程背景，首先建立水力压裂力学模型，分析最大周向拉应变准则和裂纹扩展准则，其次通过三维数值模拟，分析水力压裂裂纹扩展影响因子D和地应力对水力压裂裂纹扩展规律的影响，并根据现场情况设计水力压裂试验方案，实施水力压裂增透技术，分析现场施工效果。结果 结果表明：预制裂纹沿着与原裂纹呈一定角度开裂并向外延伸，其扩展方向最终与最小主应力方向垂直；随着D增大，裂纹与原裂纹的夹角越来越小，当D较大时，裂纹呈现自相似的扩展状态；不同应力场下，裂纹扩展轨迹主要取决于主应力方向，最终与最小主应力方向垂直，水力裂缝为垂直缝，且在裂纹尖端有应力集中现象；现场监测发现，裂纹扩展符合最大周向拉应变准则，裂纹尖端沿着环向拉应变最大的地方扩展，环向拉应变达到最大时裂纹开始扩展，压裂过程中出现了较大环向裂隙，裂纹沿垂直于最小主应力方向延伸，与S5207回风巷的最大水平主应力方向大致相同，与数值模拟结果接近。结论 研究结果可为深部强矿压工作面水力压裂提供参考和依据。
关键词：水力压裂;;裂纹扩展;;强矿压;;深部岩体;;数值模拟;;回风巷
基金资助：国家自然科学基金资助项目（52074104）;; 河南省科技攻关项目（222102320142）
