煤田地质与勘探

作者：郑凯歌, 杨俊哲, 李彬刚, 李延军, 戴楠, 杨欢,

关键词：坚硬顶板, 冲击地压, 动力灾害, 分段水力压裂, 协同支撑, 超前弱化解危, 动载系数, 河东煤田保德煤矿,

坚硬顶板条件下采煤工作面容易诱发冲击地压、煤与瓦斯突出、矿震及采空区飓风等动力灾害，严重威胁矿井的安全生产。基于裸眼分段压裂超前弱化模式，结合“压裂垮落体+煤柱+承重岩层”协同支撑理念，提出坚硬顶板分段压裂超前弱化解危技术。综合采用理论分析、技术研发、工程应用等方法，探索顶板分段压裂超前弱化解危机理，研究形成稳定协同支撑系统的定量判定公式，并在河东煤田保德煤矿开展工程应用。结果表明：根据判定公式可优选压裂目标层位，顶板分段水力压裂弱化技术实施过程中，最高压力22.43 MPa，破裂压降最大达6.17 MPa，单个钻场3个钻孔累计出现3.0 MPa以上压力降167次；根据压裂前后工作面来压情况可知，压裂后顶板来压步距、动载系数、来压均值分别降低35.02%、14.29%、13.87%，巷道变形得到有效控制，验证分段压裂能够形成人造协同支撑系统，实现坚硬顶板动力灾害的弱化解危。研究实践可为同类地质条件下顶板强矿压灾害防治提供技术借鉴。

来源：2021年第5期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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