煤田地质与勘探

作者：刘修刚, 姜在炳, 杨眷, 刘明军, 庞涛, 吴卫星, 涂肖龙, 莫海涛, 郭小龙, 杜新锋,

关键词：已掘巷道, 水平井, 分段压裂, 影响特征, 控制技术,

目的坚硬顶板地面水平井分段水力压裂是矿井冲击地压灾害治理的重要技术手段，压裂工艺控制不当可能会对井下已掘回采巷道产生影响，造成巷道变形、网兜掉块及压裂液流入巷道。方法以陕西永陇矿区招贤煤矿某工作面为研究对象，针对压裂后巷道的不同特征现象，采用理论分析、数值计算及数值模拟方法分析水力压裂期间压裂液流入巷道的原因，进而优化压裂工艺，并进行工程验证。结果(1) 水力压裂期间回采巷道围岩变形、网兜掉块的产生是由于巷道围岩所受原始地层应力与水力压裂所产的诱导应力共同作用；(2) 压裂液流入巷道途径分为3种类型，即压裂裂缝与巷道开挖扰动裂隙贯通，压裂裂缝、岩层天然裂缝与巷道开挖扰动裂隙贯通，压裂裂缝、岩层基质孔隙与巷道开挖扰动裂隙贯通；(3) 提出压裂施工参数、泵注程序优化等裂缝控制技术；(4) 基于前期压裂对巷道影响机理，针对剩余段压裂采取控制技术后，未出现已掘巷道次生响应特征，微地震监测显示压裂影响缝高为52~55 m，缝长为304~335 m，裂缝覆盖整个工作面且超工作面两侧回采巷道64~95 m，实现了考虑已掘巷道安全的坚硬顶板冲击地压超前防治，相比于邻近工作面，研究工作面回采过程中的平均来压步距为6.6 m、微震事件日均总能为2.46 kJ、最大能量为5.02 kJ、日均总频次为4.7，均明显较低，且回采过程中未曾发生过104 J及以上高能量事件。结论研究表明，针对特定地质条件下，需进行合理的压裂工艺设计和参数优化，以更好地控制裂缝的扩展形态，避免压裂过程中对巷道造成影响，以保证坚硬顶板灾害治理效果。

来源：2025年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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