殷泽宇，张 磊

(西山煤电集团公司 官地矿，山西 太原 030022)

综放工作面初采时要尤其注意顶板管理，对于Ⅲ级或Ⅳ级坚硬基本顶，初采期间极易造成初次来压步距较长，基本顶难以及时垮落，在不采取强制放顶措施时，初次垮落步距可达40 m以上，给通风管理造成很大隐患。同时，顶板如果突然垮落容易引起飓风，给初采初放带来安全隐患。此问题的出现实质上都是由于工作面上部顶板未及时断裂，导致应力传递而引起的。以官地矿28418综放工作面为研究对象，采用理论分析、钻孔窥视、工业实践的方法，开展水压预裂切顶卸压成套技术方案研究与应用，在确保安全的基础上，以降低成本，提高切顶效果，为工作面安全生产提供保障。

1 工程背景

官地矿28418综放工作面为“采九放八”采煤工艺，8#煤层总厚度4.56 m，上部含有两层厚度约为0.56 m、0.03 m的夹石；8#与9#煤层间距0.20～1.50 m，平均0.85 m；9#煤层平均厚度3.32 m.9#煤直接顶为泥岩，厚度为0.2～1.5 m，8#煤基本顶为石灰岩，厚度为3.01 m，普氏系数为6～8，柱状图见图1.

图1 28418工作面围岩柱状图

该工作面8#煤尘爆炸指数23.17%，9#煤尘爆炸指数15.91%，均具有爆炸性，且8#煤层为Ⅱ类易自燃煤层，为确保顶板及通风管理安全，初采初放顶板垮落步距应尽可能缩短，故采用高效水力压裂顶板技术对顶板进行切顶卸压，以减小初次来压步距及动压影响。

2 水力预裂切顶卸压力学机理

2.1 坚硬岩体水力压裂裂缝开启与扩展规律

对坚硬岩体孔壁周围应力进行建模，见图2.

图2 坚硬岩体孔壁周围应力模型图

根据……