煤炭工程 ›› 2025, Vol. 57 ›› Issue (9): 49-57.doi: 10. 11799/ ce202509008

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浅埋坚硬顶板综采工作面定向长钻孔分水力压裂技术研究

任建喜,闫伟,徐宝军,苗彦平,焦金照,孙成伟,王珂   

  1. 1. 西安科技大学 建筑与土木工程学院,陕西 西安 710054

    2. 陕煤集团神木红柳林矿业有限公司,陕西 榆林 719300

  • 收稿日期:2024-08-20 修回日期:2025-06-24 出版日期:2025-09-10 发布日期:2025-10-13
  • 通讯作者: 任建喜 E-mail:renjianxi1968@163.com

Staged hydraulic fracturing with directional long borehole for fully mechanized mining face in a shallow coal seam under hard roof

  • Received:2024-08-20 Revised:2025-06-24 Online:2025-09-10 Published:2025-10-13

摘要:

针对浅埋坚硬顶板工作面在回采过程中顶板难以及时垮落的问题,以陕北地区某矿517工作面为研究背景,设计了定向长钻孔分段水力压裂方案,并基于微震和现场实测数据对卸压效果进行评价。研究结果表明:在压裂施工过程中微震事件数显著增多,同时出现大能量微震事件,压裂最大破裂压力约为20.6MPa,各压裂段注水量约为45m3/h,压裂曲线出现压降现象,说明水力压裂导致钻孔内部出现裂缝并诱发了大量的顶板破裂现象,且压裂施工结束后顶板破裂仍受水力压裂影响;回采过程中煤柱浅部基点应力明显大于深部,煤柱帮部锚杆受力明显大于顶板及实体煤帮部锚杆,顶板离层量基本保持不变。水力压裂有效弱化了坚硬顶板的完整程度,减小了侧向支承压力对煤柱的影响,切断了应力传递路径,优化了煤柱的受力环境,有效缓解了巷道变形,保证了综采工作面的安全回采。

关键词:

浅埋煤层 , 坚硬顶板 , 水力压裂 , 微震 , 定向钻孔

中图分类号: