刘少杰，马国伟

(山西西山晋兴能源有限责任公司 斜沟煤矿， 山西 吕梁 033602)

定向水力压裂技术是波兰开发的用于煤矿坚硬顶板控制及冲击地压防治的方法。我国最早使用该技术的是大同矿区，虽然取得的一定的效果，但由于钻头、切缝工具等存在较大问题，使得这项技术没有得到大面积推广[1-2]. 相对于爆破控顶技术，水力压裂技术安全、成本低。近年来，定向水力压裂技术的快速发展使其在煤矿得到了大规模的推广和应用[3-5]，主要应用于工作面初次放顶和冲击地压防治等，在解决工作面回采时超前集中应力影响方面的应用较少。为解决斜沟煤矿采掘交锋时，矿压显现强烈问题，在该矿18104工作面顶板实施了水力压裂预裂顶板技术。

1 工程地质概况

18104工作面煤层平均厚度5.19 m，直接顶为泥岩，平均厚度1.45 m，基本顶为砂岩，平均厚度11.07 m，煤层平均倾角为8.8°. 18106工作面和18104工作面相邻，煤柱留设宽度为20 m. 当迎采巷道18106皮带巷与18104回采工作面相遇时，迎采巷道受到两次剧烈扰动，第一次为超前支承压力的影响，第二次为采空区顶板弯曲下沉活动的影响。采掘交锋后顶板的二次扰动，是造成巷道大变形的根本原因[6]. 因此，对顶板进行水力预裂，使悬跨的顶板及时垮落，以减少采动影响。

2 水力压裂预裂顶板设计

2.1 RFPA2D-Flow数值模拟

水力压裂切顶卸压的原理是在指定岩层中施工钻孔，然后在钻孔中安装高压封隔器。当高压泵启动时，高压水会通过管路进入该封隔器，首先促使封隔器两端的胶囊膨胀，两端封堵钻孔。……