特厚煤层坚硬顶板水力压裂控制技术研究
2021-11-29刘文静梁少剑贺斌雷
煤炭工程 2021年11期
关键词:支架
刘文静,李 刚,梁少剑,杨 琛,贺斌雷
(1.西安科技大学 能源学院,陕西 西安 710054;2.陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,陕西 西安 710054)
随着矿井煤炭资源持续开采,在多因素、多灾害耦合致灾机制下,冲击地压矿井数量、频次和强度将大大增加,掘进及回采期间尤为明显,灾害主要显现为掘进迎头煤壁片帮严重、顶板多次抽冒、巷道成形差、支护施工困难,诱发煤与瓦斯突出、煤层自然发火、水害等次生灾害,目前,冲击地压已经严重影响工人人身安全并威胁到煤矿安全高效生产。
彬长孟村矿属于典型的特厚坚硬顶板,这种坚硬顶板若难以及时垮落,会导致顶板内集聚大量弹性能,当悬顶面积过大且超过一定极限时,就会发生大面积垮落,造成顶板弹性能瞬间释放,给矿井生产带来巨大安全隐患。基于此,通过采用水力压裂技术降低特厚坚硬顶板岩层高应力集中,以解决坚硬岩层难垮落问题[1-4],水力压裂的主要作用有弱化煤体储能结构、转移和降低应力、降低冲击倾向性。国内研究现状主要有:齐庆新[5]、潘俊锋[6,7]、姜耀东[8]等对冲击地压的防治现状及技术进行了深入研究;韩颖[9]分析了水力冲孔卸压增透技术;顾合龙[10]通过爆破卸压技术解决卸压效率难题;王耀锋[11]总结了水力化煤层增透技术;邓广哲[12]对顶板定向水力压裂进行了研究。本文针对彬长矿区孟村煤矿401101工作面坚硬特厚顶板难垮落的现状,采取顶板水力压裂工艺解决顶板应力集中及悬顶问题,分析采用不同钻孔倾角条件下现场顶板压裂效果,为特厚煤层坚硬顶板水力压裂技术提供一定理论技术指导,从而实现矿井安全高效开采。……
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