论文以导师黄炳香教授进行真三轴压裂实验时发现的岩石压裂钻孔径轴向时空起裂现象为出发点;利用课题组的真三轴实验系统进行了规律探索(径轴向裂缝的起裂顺序和裂缝形态)和影响因素分析(三向应力场和泵注排量)等物理模型试验,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件分析了径向裂缝起裂后钻孔轴向应力场的变化情况;基于弹性力学和断裂力学等相关知识建立钻孔径轴向起裂扩展力学模型,确立了钻孔径轴向时空起裂扩展准则。得到以下主要结论:(1)径向裂缝的扰动应力达到一定的程度后,径向裂缝附近的应力场方向发生了变化,最小主应力的方向发生了改变。在满足轴向裂缝起裂条件后,轴向裂缝垂直于现最小主应力的方向起裂。(2)径向裂缝内的静水压力产生的扰动应力场存在一定的影响范围,当到达新应力场应力各向同性点附近时,轴向裂缝发生转向。超过应力各向同性点后,轴向裂缝逐渐转向为径向裂缝并沿着径向继续扩展。(3)径向裂缝和轴向裂缝向四周扩展的同时,两裂缝面的交线的长度也在增加,径向裂缝和轴向裂缝在不断的贯通。(4)当泵注排量较小时,在径向裂缝内形成的静水压力较小,无法扰动出轴向裂缝。当泵注排量的增大到一定程度,开始扰动出轴向裂缝。随着泵注排量的增大,扰动应力的影响强度和影响范围增大,在同样的范围内轴向裂缝越不容易发生转向。(5)中间主应力和最小主应力之间的差值较大时,径向裂缝无法扰动出轴向裂缝。随着中间主应力和最小主应力之间的差值变小,原有的应力场方向在扰动应力的作用下越容易改变,从而越容易形成径轴向裂缝。(6)考虑裂缝尖端应力集中,建立了岩石钻孔径轴向时空起裂扩展的力学模型。计算出岩石压裂钻孔径向裂缝起裂后的轴向应力场。确立了钻孔径轴向时空起裂扩展准则,给出了径轴向裂缝的形成与泵注排量和主应力差之间的关系,提出了轴向裂缝的转向位置。最后进行了实例验证,证实了钻孔径轴向时空起裂准侧的准确性。(7)在四川省华蓥山绿水洞煤矿3251南综采工作面进行了现场试验,分析了泵注排量对现场岩体形成径轴向裂缝的影响,泵注排量越大越容易形成径轴向空间裂缝。由于现场岩体是非均质各向异性的,存在层面、层理、节理等,压裂后可以形成多处径轴向裂缝,并且有的径轴向裂缝可发育为径轴向裂缝网络。论文有图69幅,表10个,参考文献90篇。