煤炭科学技术

作者：吕闰生, 李杰, 朱林, 王存文, 全星苑, 倪小明, 王保玉, 张世林,

关键词：冲击地压, 巨厚砾岩层, 坚硬顶板, 酸化压裂, 频率谐振, 地面微震,

采煤工作面上覆巨厚坚硬顶板未能及时垮落和破断而形成悬空结构，具有难破断、易聚积弹性能、破断易冲击等特点，极易应力集中而诱发冲击风险，严重危害工作面安全生产。以常村煤矿MZ21010工作面为工程背景，采用理论分析、试验测试、数值模拟及工程试验等手段，开展地面井酸化压裂卸压减灾技术研究。结果表明：顶板砾岩和砂砾岩砾石成分主要为石灰岩、石英岩及石英砂岩，钙质胶结；采用质量分数15%稀盐酸酸化30 min后，抗压和抗拉强度分别下降56%～64%和46%～64%，具备地面井酸化压裂卸压基础；结合顶板钻孔数据和理论计算，确定了0～487.45 m处的巨厚砾岩层和578.95～624.90 m处的砂砾岩层分别为高位和低位关键层；低位关键层采用酸化液+大液量（12 m3/min）组合压裂可有效延伸酸液渗流距离，压裂缝长380 m，缝宽65～80 m，缝高19 m；高位关键层采用酸化液+大液量（10 m3/min）+大砂比（16%）+梯度加砂震荡的压裂工艺，压裂缝长275 m，缝宽40～47 m，缝高24 m；频率谐振监测显示压裂层位均出现明显的纵横向破断区，酸压点波阻抗降低，工作面液压支架平均压力下降21.99%，说明MZ21010工作面顶板卸压效果明显。

来源：2025年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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