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国内刊号：11-2402/TD
国际刊号：0253-2336
发布日期:
作者：于斌, 王希廷, 邰阳, 卢国志, 夏彬伟, 匡铁军, 霍丙杰,
关键词：特厚煤层, 坚硬顶板, 地面压裂, 多场耦合, 协同控制,
针对特厚煤层综放开采过程中坚硬顶板大跨度破断诱发的强矿压、瓦斯等多重灾害耦合难题，通过理论分析、试验研究与工程实践相结合，系统揭示了坚硬顶板多场耦合致灾机理，提出了远近场协同控制技术及特厚煤层坚硬顶板−瓦斯协同控制技术。基于不同应力路径力学试验，阐明了阶梯循环动载下煤岩强度弱化与裂隙动态扩展规律，揭示了坚硬顶板覆岩采动裂隙“三带”递进演化特征及其分形维数“S”形增长模式。通过构建“应力−损伤−渗流”多场耦合模型，探明了采动裂隙网络内瓦斯运移与孔隙率动态响应的非线性关联，提出了煤体变形与瓦斯渗流耦合控制方程。创新性研发链臂锯切顶定向弱化技术与地面水力压裂远场预裂技术，形成了特厚煤层坚硬顶板−瓦斯协同控制技术，破解了传统单一灾害治理效率低的技术瓶颈。通过塔山煤矿现场实践表明：地面压裂后支架最大工作阻力降低16.9%，周期来压步距缩短15%；通过“一井双控”技术实现顶板弱化与瓦斯抽采协同调控，工作面推进至超过钻孔50～100 m后，地面钻孔抽采效果逐渐减弱。地面垂直立孔配合地面水平压裂井抽采瓦斯，可有效解决8204工作面瓦斯问题，将工作面回风流瓦斯浓度控制在安全范围以内。
来源：2025年第8期
《煤炭科学技术》期刊编辑部
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