Predicting the breakdown pressure in hard rock material subjected to hydraulic fracturing and quantifying fluid flow within a fracture network
Notice bibliographique
Résumé
This research is part of the Natural Heat Exchange Engineering Technology for Mines (NHEET) project conducted by Mirarco Mining Innovation. The NHEET project consists of developing a system using natural means to provide economically significant thermal regeneration capacity through a volume of rock fragments for ventilating mine workings. This system can provide heating (during winter) and cooling (during summer) of air on seasonal basis, without using artificial refrigeration. Optimizing the system requires creation of a specific volume of rock fragments having, among other criteria, a pre-determined porosity and fragment size distribution to meet the thermal storage and ventilation requirements of the mine site. This research is part of the NHEET project’s scope of work and investigates an alternative system, which consists of a fractured rock mass with sufficient fracture density and connectivity to admit enough airflow for the NHEET system requirements. This alternative system has the potential of reducing the footprint at surface. Firstly, the hydraulic fracturing (HF) method is investigated for preconditioning the rockmass with the objective of strategically creating additional fractures. Increasing the volumetric fracture intensity and fracture network connectivity within the rock mass can optimize airflow within the fracture network. A numerical predictive model for the breakdown pressure in hard rock subjected to hydraulic fracturing is developed using the lattice spring modeling method for HF simulation. The developed numerical model is calibrated based on the results obtained from a HF field experiment conducted in a northern Ontario mine. Secondly, a laboratory experiment is conducted to quantify fluid flow through a fracture network. In this context, a 3D physical model representing a fractured rock mass is generated using 3D printing technology. The 3D printed model is fixed into an experimental setup for fluid flow measurements. This experiment allowed for establishing the behaviour of the changing pressure to fluid transfer through fracture openings. The flow-pressure measurements are compared to a simple model for the volumetric flow rate in a block of naturally fractured rock with a number of fractures. The numerical model developed, and laboratory results obtained in this thesis provide valuable information for the construction of a NHEET system. The numerical predictive model for the breakdown pressure in hard rock subjected to HF is a tool to evaluate the amount of fluid pressure needed to create additional fractures in the rock mass and facilitate the planning of HF operations. The pressure-flow rate laboratory measurements are key data that can be used to calibrate a subsequent numerical simulation at a larger scale, representative of the NHEET system. Additionally, direct fluid flow measurements in fracture networks are useful to assess the influence of various fracture properties (e.g. intensity, connectivity, aperture) on fluid flow.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».