煤炭工程 ›› 2025, Vol. 57 ›› Issue (10): 53-59.doi: 10. 11799/ ce202510007
王春刚,王文忠,白俊杰,卢建平,周浩,陆闯
1. 陕西延长石油矿业有限责任公司,陕西 西安 727406
2. 陕西延长石油巴拉素煤业有限公司,陕西 榆林 719052
3. 中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013
4. 矿山顶板灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室,北京 100013
摘要:
针对蒙陕深部矿区煤层上方坚硬顶板大面积破断失稳,引发采场强矿压显现,严重时诱发冲击地压的问题,以巴拉素煤矿2202工作面为工程背景,采用理论分析、现场实测等方法,开展蒙陕深井厚硬顶板地面水力压裂弱化防冲机理与应用研究。结论如下:①水力压裂使厚硬岩层内部形成裂缝网,弱化其物理力学性质并减小断裂块体尺寸,进而削弱厚硬岩层的能量积聚能力,降低破断时的动载;同时通过增加能量耗散,减轻压裂层上方动载对下方煤体应力的影响。②在不破坏原有巷道支护结构、且能弱化厚硬岩层能量积聚能力的基础上,综合确定了压裂目标层位与关键参数。③水力压裂过程中压力-时间、流量-时间变化曲线,及井下疏水孔出水情况表明,地面压裂可使厚硬岩层产生裂缝,压裂效果良好;压裂后,微震事件总能量、总频次,能量高于5000J微震事件频次,平均来压步距及平均动载系数均明显降低。研究结果表明,水力压裂能显著减弱工作面矿压显现,可为该矿区相似地质条件矿井的冲击地压防治提供借鉴。
中图分类号: