梁海礁

（晋能控股上社煤炭有限责任公司，山西 阳泉 045100）

1 工程概况

阳泉市上社煤炭有限责任公司15310 工作面位于井田西北部，工作面东部为15308 设计工作面实体煤，西部为15312 工作面实体煤，南部为15#煤层主要大巷，北部为山西煤炭运销集团盂县恒泰皇后煤矿。工作面开采15#煤层，煤层均厚6.7 m，煤质硬度1～1.5，层理明显，节理发育，结构复杂，含0～3 层夹矸。煤层直接顶板为深灰色K2 石灰岩，平均厚13.76 m；基本顶为砂质泥岩，厚度8.1～15.7 m，平均11.57 m；直接底板为平均厚2.1 m 的灰黑色砂质泥岩；基本底为均厚6.15 m 的灰白色细砂岩。

15310工作面采用综合机械化低位放顶煤开采，工作面采高控制在2.4～2.6 m，一采一放，回采循环步距为0.6 m，顶板采用全部垮落法管理。由于煤层顶板岩层为K2 石灰岩，其厚度较大，且岩层较为坚硬，故为防止工作面回采期间悬顶过长、巷道围岩变形难以控制，拟对回采巷道进行水力切顶卸压，以保障围岩变形在合理范围内。

2 水力切顶卸压技术

切顶卸压技术主要包括两种，分别为爆破切顶卸压和水力压裂切顶卸压。水力压裂切顶卸压可使顶板岩层产生定向压裂的效果，达到破坏顶板岩层完整性和削弱顶板强度的目的，进而使顶板岩层能够分层分次垮落，降低顶板应力向超前区域的传递，改善巷道围岩受力状态，实现控制围岩变形的目的[1-8]。

顶板水力压裂的工序主要包括三项，分别为封孔、高压水压裂及保压注水，具体水力压裂技术布置如图1。水力压裂方案实施时的主要流程为采用横向切槽的特殊钻头进行切槽，实现对钻孔内部横向切槽的预制，切槽完成后采用手动泵进行封孔器的加压作业，直至胶筒膨胀至与钻孔内壁贴实，确保封孔效果。……