摘要：为揭示煤矿基本顶细砂岩定向水力压裂裂缝起裂、扩展规律，在煤矿井下原位获取300 mm×300 mm×300 mm大尺寸细砂岩，在试样正中布置直径26 mm的压裂孔，采用专用切槽钻头垂直钻孔轴向预制长12 mm的三维楔形横槽，开展大型真三轴定向水力压裂试验与高能工业CT扫描，研究了原生层理方向与水平应力差对水力裂缝起裂压力、扩展形态、水压-时间曲线、压裂体积的影响规律，并引入定向偏转距概念(预制切槽处裂缝沿其方向定向扩展不发生偏转的距离)来表征定向压裂效果。试验结果表明:预制横向切槽可驱使附近裂缝沿着切槽定向起裂、扩展，裂缝形态分为单一横切型和复杂“H”型;水压-时间曲线根据裂纹扩展阶段的不同，分为平缓式波动型和断崖式跌落型。水平应力差对切槽处的裂缝定向偏转距影响程度大于层理方向。高水平应力差作用下切槽尖端应力集中程度更高，穿越层理面能力更强，裂缝从切槽尖端起裂后与层理交汇后不发生偏转，切槽定向效果较好;而低水平应力差作用下裂缝扩展时遇到层理易发生转向，切槽定向效果差。高水平应力差下裂缝定向偏转距为低水平应力差下的10倍，前者切槽可定向裂缝扩展至试样边界，后者切槽仅可控制其附近裂缝扩展方向，之后逐渐偏转至与最大水平主应力方向平行。层理平行切槽时，裂缝平均起裂压力、压裂体积是垂直切槽时的1.7倍;高水平应力差作用下裂缝平均起裂压力、压裂体积是低水平应力差作用下的1.3倍。层理效应在低水平应力差作用下明显，当切槽与层理方向一致时，切槽附近层理最易被激活并沿切槽定向扩展，裂缝宽度与形态复杂多样，反之，较难被激活，裂缝形态单一;而高水平应力差下不同方向的层理均能被激活，裂缝扩展充分，形成形态复杂多样的缝网。