郭军鹏

（山西安煤矿业设计工程有限公司，山西 太原 030006）

我国多个矿区的开采经验表明，浅埋煤层回采过程中，工作面矿压显现反而更加强烈。由于煤层埋深浅，采场覆岩破断岩块所受水平挤压力较小，不易形成稳定的铰接结构，因此容易失稳。当顶板岩层坚硬时，极易形成整体式切落，造成顶板事故[1-3]。不少学者[4-7]都对浅埋煤层进行了研究，得出了浅埋煤层覆岩运动规律。我国学者石平五[8]研究了覆岩裂隙对顶板下沉的影响；黄庆享[9]提出了工作面支护强度的估算方法；任艳芳[10]将“承压拱”作为浅埋煤层覆岩稳定的判定依据。

综上所述，浅埋煤层坚硬顶板工作面矿压显现往往比较剧烈，容易引发顶板事故，因此对其支护体系的研究具有较大意义。本文以米山煤业某矿15112 工作面为工程背景，对水压致裂技术应用于坚硬顶板的致裂、软化效果进行研究。

1 工程背景

米山煤业某矿15112 工作面位于井田的东部，主采煤层为15 号煤层，井下标高+742～+817 m，地面标高+920～+971 m，煤层赋存深度约为178～154 m。工作面对应的地表为耕地、山林等，无建筑、河流及其它设施。15112 综采工作面北部为15113准备工作面，东部为保安煤柱，南部为15111 采空区，西部为15104 运输巷。工作面长度145.5 m，运输巷走向长度1 235 m，回风巷走向长度1 220 m；煤层平均厚2.7 m，煤层倾角3°～8°，煤层结构简单；煤层顶板为K2石灰岩、泥岩，底板为砂质泥岩、粗粒砂岩等，顶底板岩性见图1。

图1 煤层柱状图

2 坚硬顶板处理措施

通过地质资料可知15112 工作面上方有平均厚度为8.09 m K2石灰岩，最厚达11.6 m，其抗压强度约为40 MPa，岩性较为坚硬。……