煤炭科学技术

作者：孙志勇, 张镇, 王子越, 王涛, 付玉凯,

关键词：大采高留巷, 多巷布置, 水力压裂, 卸压机理, 现场应用, 效果分析,

针对晋煤集团寺河煤矿东五盘区东翼集中巷受多次强烈采动影响、巷间煤柱尺寸小、服务周期长、向斜轴部应力集中程度高等特点，应用水力压裂切顶卸压技术，改善围岩应力状态，为大采高留巷围岩变形控制提供了一个新途径。研究了水力压裂切顶卸压技术在大采高留巷中的作用本质，工作面回采前利用高压水在护巷煤柱上覆岩层中形成一个“准破裂面”，工作面回采时，在采场周期来压的作用下，采空区顶板沿“准破裂面”断裂，减少悬臂梁的跨距，卸载或转移工作面侧向悬臂梁传递到护巷煤柱的高应力。综合考虑井下现场作业空间狭小、工作面高位钻孔、地面L型抽放井等多个影响因素，设计水力压裂切顶卸压方案，压裂钻孔双侧布置，深孔长度40m，浅孔长度32m。为保证压裂效果，超前工作面50～100m进行压裂施工，倒退式压裂，间隔为2～3m。通过监测与分析水力压裂切顶卸压效果得出，顶板岩层裂缝起裂压力约24MPa，扩展压力在21～23MPa。切顶卸压后两帮移近量降低53%，顶板下沉量降低33%，底鼓量降低18%，同时显著减小帮锚索受力变化幅度。压裂后煤柱垂直应力在超前工作面50m至滞后工作面50m范围内出现峰值点，未压裂的煤柱垂直应力的峰值点出现在滞后工作面150m至350m范围。

来源：2019年第10期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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