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煤矿水力压裂切顶卸压技术研究

2021-08-04张军磊何志远杨旭东

能源与环保 2021年7期
关键词:围岩

张军磊,任 伟,何志远,杨旭东

(中煤科工山西华泰矿业管理有限公司 河曲分公司,山西 忻州 036504)

在工作面附近,受采动的影响,形成了应力增高区,应力增高区由应力升高、应力强烈和应力减弱3部分组成。该区域护巷煤柱载荷急剧增长,相邻采区巷道的变形开始变大,巷道片帮、底鼓现象突出。为了解决该问题,国内学者对此进行了一定研究,文献[1]通过工业性试验、理论分析、现场调研、围岩地质力学参数测试等方法,提出了巷道水力压裂切顶卸压控顶成套技术,对压裂工艺、压裂装备、压裂参数、钻孔布置等参数进行了设计;文献[2]分析了水压破裂规律及地层应力的分布特点,计算了裂纹在平面应力状态下的位移场,提出了煤矿地面压裂井下抽采的压裂工艺系统,取到了较好的压裂增透效果;文献[3]对类混凝土材料的水力裂缝宽度进行多点同步动态监测,获取了不同时刻多点水力裂缝宽度的变化,研究对提升压裂工艺技术具有重要参考价值;文献[4]在对煤层物理特性、煤层赋存特征的基础上,开展了水力压裂技术措施,解决了钻孔利用周期短、流量衰减速度快的难题有效地降低了施工区域的突出危险性。鉴于此,本文研究了水力压裂切顶卸压技术,改善留巷的应力状态,降低巷道维护难度。

1 工程概况

山西华鹿阳坡泉煤矿有限公司位于河曲县东南鹿固乡阳坡泉村附近,矿井井田面积为11.530 4 km2,生产能力为120万t/a,现开采10号煤层,瓦斯等级为低瓦斯矿井,矿井地质类型和水文地质类型划分均为中等,煤层自燃倾向性为Ⅱ级自燃煤层,煤尘具有爆炸性,矿井现为“两证一照”齐全有效的生产矿井。……

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