沁水盆地作为我国煤层气输出的主要产地,其内煤层气的储量丰富,研究对象柿庄南地区15号煤层更是具有连续性好、分布稳定、厚度较大、含气量高等特点,具有较高的煤层气开采价值。本文通过对野外露头观察法和岩心观测法识别裂缝,以单井地应力和裂缝参数为约束,在古今构造应力场数值模拟的基础上,以裂缝开度、密度为纽带建立裂缝参数计算模型,分析裂缝发育规律,从而达到研究沁水盆地柿庄南地区15号煤层裂缝特征的目的。在对沁水盆地15号煤层裂缝进行识别,认为煤层裂缝与地表出露的裂缝具有相似性,统计野外裂缝走向主要以北东东和北西西向为主,裂缝的产状稳定、常密集成带发育,且多呈“X”型共轭特征,以剪切裂缝为主。岩心观测法观察裂缝,可见裂缝中有方解石充填。结合研究工区的构造运动、构造背景、构造形迹、裂缝识别和裂缝充填物特征综合判断柿庄南15号煤层裂缝造缝期为燕山期,采取“等效古应力法”确定古应力大小。通过水力压裂法和阵列声波测井法确定现今地应力的大小、方向,以柿庄南15号煤层底构造图为基础,考虑地表起伏形态,以岩石三轴压缩试验法优选岩石力学参数,建立有限元地质模型。在有限元地质模型基础上赋予适当的边界作用力和约束进行古今应力场数值模拟。基于岩石破裂准则,并综合古今应力场的计算结果,建立起应力—应变与煤层裂缝参数的数学关系,对柿庄南15号煤层裂缝的空间分布展开定量数值模拟,并对模拟结果进行对比验证。