牛 同 会

(国能神东煤炭集团有限责任公司，陕西 榆林 719000)

0 引 言

工作面回采中，上覆坚硬顶板的控制问题直接影响矿井安全生产[1-3]。坚硬顶板(岩石强度、弹性模量高)具备分层厚度大、裂隙不发育、完整性好、自稳能力强等特征[4]；因此，通常在煤层回采后，坚硬顶板难垮落导致其大面积悬露在后方采空区，且短期内很难随工作面开采推进而自然垮落[5]；继而进一步引起工作面控顶区应力高度集中[6]；大面积悬空顶板突然垮落，形成剧烈冲击载荷，巨大的扰动作用，极易诱发工作面及回采巷道强动压显现及其他一系列动压灾害[7-9]。针对该类顶板控制方法主要有3类[10-11]：① 爆破强制放顶；② 注水弱化顶板；③ 水力压裂。其中，爆破强制放顶存在装药作业难度大，爆破易使有害气体超标，受装药、封孔、爆破影响，放顶效果差异大、难以人为控制，爆破震动易对工作面支架等设备构成威胁，无法满足神东矿区安全、高效生产的需求。注水弱化技术是通过提高岩体的含水率，使岩体与水产生水化作用从而降低岩体强度，该方法的局限性较大，适用于吸水性较强的岩体，但是岩体吸水后强度降低过大也不适用，则要求采用该弱化技术前，首先需对顶板岩体进行室内浸水试验，充分了解目标岩体的遇水软化效应。近些年，诸多学者对坚硬顶板水力压裂控制技术进行了大量研究，康红普等[12]对水力压裂技术在回采工作面坚硬顶板弱化、高应力巷道围岩卸压及冲击地压防治方面进行了研究；……