수압 파쇄는 탄층가스 개발의 주요 수단으로, 파쇄를 통해 탄층 내에서 메탄의 유효 투과 통로를 형성할 수 있으며, 체적 파쇄는 탄층 내에서 투과 통로를 형성할 뿐만 아니라 복잡한 균열의 절단을 통해 메탄의 탈착 확산 면적을 증가시켜 단일 공의 생산량을 향상시킨다. 취성 지수는 체적 파쇄 시행 평가의 핵심 매개변수이다. 따라서 석탄암과 셰일의 응력-변형 곡선을 기반으로 변형 에너지 밀도 개념을 활용하여 석탄암과 셰일의 취성 지수를 분석하였다. 셰일의 변형 에너지 밀도와 취성 지수 계산 결과는 셰일의 취성 지수가 높을수록 변형 에너지 밀도가 낮음을 나타낸다. 셰일 취성 지수 계산 방법에 대해 변형 에너지 밀도와 최소 에너지 원리를 결합하여 석탄암 취성 지수 계산 방법을 제안하였고, 이를 보정하여 석탄암 취성 파괴 능력을 나타내고 탄층 파층 후 다중 균열 형성 능력을 평가하는 석탄암 취성 지수를 얻었다. 마지막으로 현장 6개의 파쇄공 데이터를 결합하여 사례 분석을 수행하였으며, 결과는 석탄암 취성 지수와 단위 변형 부피 사이에 강한 상관관계가 있음을 보여주었고, 즉 취성 지수가 높을수록 단위 파쇄액당 탄층 개조 부피가 커진다. 이 방법은 석탄암 체적 파쇄 설계에 이용될 수 있으며, 탄층가스 개발을 지도한다.

체적 파쇄;석탄암 역학 특성;변형 에너지 밀도;취성 지수;다중 균열