Proppant placement concentration, particle size and creep time are important factors that affect the embedment of proppant into coal. Based on multistage creep, an orthogonal test is conducted, and an optimal proppant scheme for different closure stresses obtained. The results show that with increased proppant placement concentration, the number of coal fractures increases and the elastic modulus of the fracture area decreases. As the proppant particle size decreases, the plasticity of fracture-proppant assemblies increases gradually. The yield limit is highest when the particle size is 20/40 mesh. During the proppant embedding process, localization or uneven distribution of proppant results in tensile stress parallel to the fracture surface, which induces tensile fracture in the coal. In the fracture-proppant assembly areas, proppant fractures are severe and yield lines appear. As proppant concentration increases, more energy is accumulated during the proppant compaction stage, resulting in energy release producing craters and crevasses. The energy released also causes increased stress in the proppant-coal contact area and fracturing to the coal mass. The longer the creep time, the weaker the impact and the smaller is fluctuation. Moreover, we find that the orthogonal test can effectively analyze the importance of each parameter. Proppant placement concentration was found to have the highest influence on the process of proppant embedding into coal, followed by particle size and then time. Under experimental conditions, the lowest proppant-embedded value in coal samples was observed with proppant placement concentration of 2 kg m⁻² and particle size of 20/40 mesh.

中文翻译：

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正交试验法优化水力压裂法提取煤层气的支撑剂参数

支撑剂的浓度，粒径和蠕变时间是影响支撑剂嵌入煤中的重要因素。基于多阶段蠕变，进行了正交试验，并获得了针对不同闭合应力的最佳支撑剂方案。结果表明，随着支撑剂浓度的增加，煤裂缝的数量增加，裂缝区域的弹性模量减小。随着支撑剂粒度的减小，压裂支撑剂组件的可塑性逐渐增加。当粒度为20/40目时，产量极限最高。在支撑剂包埋过程中，支撑剂的局部化或不均匀分布会导致拉伸应力平行于断裂面，从而在煤中引起拉伸断裂。在裂缝支撑剂组装区，支撑剂裂缝很严重，出现了屈服线。随着支撑剂浓度的增加，在支撑剂压实阶段会积聚更多的能量，从而导致能量释放，从而产生火山口和裂缝。释放出的能量还会导致支撑剂-煤接触区域内应力的增加，并使煤块破裂。蠕变时间越长，冲击越弱，波动也越小。此外，我们发现正交检验可以有效地分析每个参数的重要性。发现支撑剂的放置浓度对支撑剂嵌入煤的过程影响最大，其次是颗粒大小，然后是时间。在实验条件下，在支撑剂放置浓度为2 kg m的条件下，煤样品中的支撑剂嵌入值最低。随着支撑剂浓度的增加，在支撑剂压实阶段会积聚更多的能量，从而导致能量释放，从而产生火山口和裂缝。释放出的能量还会导致支撑剂-煤接触区域内应力的增加，并使煤块破裂。蠕变时间越长，冲击越弱，波动也越小。此外，我们发现正交检验可以有效地分析每个参数的重要性。发现支撑剂的放置浓度对支撑剂嵌入煤的过程影响最大，其次是颗粒大小，然后是时间。在实验条件下，在支撑剂放置浓度为2 kg m的条件下，煤样品中的支撑剂嵌入值最低。随着支撑剂浓度的增加，在支撑剂压实阶段会积聚更多的能量，从而导致能量释放，从而产生火山口和裂缝。释放出的能量还会导致支撑剂-煤接触区域内应力的增加，并使煤块破裂。蠕变时间越长，冲击越弱，波动也越小。此外，我们发现正交检验可以有效地分析每个参数的重要性。发现支撑剂的放置浓度对支撑剂嵌入煤的过程影响最大，其次是颗粒大小，然后是时间。在实验条件下，在支撑剂放置浓度为2 kg m的条件下，煤样品中的支撑剂嵌入值最低。导致能量释放，产生火山口和裂缝。释放出的能量还会导致支撑剂-煤接触区域内应力的增加，并使煤块破裂。蠕变时间越长，冲击越弱，波动也越小。此外，我们发现正交检验可以有效地分析每个参数的重要性。发现支撑剂的放置浓度对支撑剂嵌入煤的过程影响最大，其次是颗粒大小，然后是时间。在实验条件下，在支撑剂放置浓度为2 kg m的条件下，煤样品中的支撑剂嵌入值最低。导致能量释放，产生火山口和裂缝。释放出的能量还会导致支撑剂-煤接触区域内应力的增加，并使煤块破裂。蠕变时间越长，冲击越弱，波动也越小。此外，我们发现正交检验可以有效地分析每个参数的重要性。发现支撑剂的放置浓度对支撑剂嵌入煤的过程影响最大，其次是颗粒大小，然后是时间。在实验条件下，在支撑剂放置浓度为2 kg m的条件下，煤样品中的支撑剂嵌入值最低。蠕变时间越长，冲击越弱，波动也越小。此外，我们发现正交检验可以有效地分析每个参数的重要性。发现支撑剂的放置浓度对支撑剂嵌入煤的过程影响最大，其次是颗粒大小，然后是时间。在实验条件下，在煤样品中观察到最低的支撑剂嵌入值，支撑剂放置浓度为2 kg m 蠕变时间越长，冲击越弱，波动也越小。此外，我们发现正交检验可以有效地分析每个参数的重要性。发现支撑剂的放置浓度对支撑剂嵌入煤的过程影响最大，其次是颗粒大小，然后是时间。在实验条件下，在支撑剂放置浓度为2 kg m的条件下，煤样品中的支撑剂嵌入值最低。^-2，粒度为20/40目。