Hydraulisches Fräsen ist das Hauptverfahren zur Förderung von Kohlenwasserstoffgas aus Kohleflözen. Durch das Fräsen können effektive Methankanäle im Kohleflöz gebildet werden, und das volumetrische Fräsen kann nicht nur Kanäle im Kohleflöz erzeugen, sondern auch durch das Schneiden komplexer Risse die Desorptions- und Diffusionsfläche von Methan vergrößern und so die Förderung pro Brunnen erhöhen. Der Sprödigkeitsindex ist der Schlüsselparameter für die Bewertung der Durchführung des volumetrischen Fräsens. Daher wurde basierend auf den Spannungs-Dehnungs-Kurven von Kohle- und Schieferschichten und mithilfe des Konzepts der Dehnungsenergiedichte der Sprödigkeitsindex von Kohle- und Schieferschichten analysiert. Die Berechnungsergebnisse der Dehnungsenergiedichte und des Sprödigkeitsindex des Schiefers zeigen, dass mit zunehmendem Sprödigkeitsindex des Schiefers die Dehnungsenergiedichte abnimmt. Hinsichtlich der Berechnungsmethode des Sprödigkeitsindex des Schiefers wurde unter Kombination der Dehnungsenergiedichte mit dem Prinzip der minimalen Energie eine Berechnungsmethode für den Sprödigkeitsindex von Kohle entwickelt, und durch eine Anpassung wurde ein Sprödigkeitsindex für Kohle ermittelt, der die Fähigkeit der spröden Zerstörung und die Bewertung der Fähigkeit zur Bildung mehrfacher Risse nach der Fräsung des Kohleflözes beschreibt. Abschließend wurde eine Fallanalyse basierend auf Daten von sechs hydraulisch gefrästen Brunnen durchgeführt, die Ergebnisse zeigten eine starke Korrelation zwischen dem Sprödigkeitsindex von Kohle und dem umgebauten Volumen pro Einheit; je höher der Sprödigkeitsindex, desto größer das umgebaute Volumen pro Einheitsfräsflüssigkeit. Diese Methode kann für das Design des volumetrischen Fräsens von Kohleschichten verwendet werden und die Entwicklung von Kohlenwasserstoffgas aus Kohleflözen anleiten.

volumetrisches Fräsen;mechanische Eigenschaften von Kohle;Dehnungsenergiedichte;Sprödigkeitsindex;mehrfache Risse