坚硬顶板综采工作面水力压裂切顶卸压技术研究

苗卿

【摘 要】 山西某矿8105工作面顶板煤层中存在硬度较大的砂岩，导致顶板无法正常垮落。文章基于工作面围岩压力试验，采用离散元软件UDEC数值模拟，进行了现场水力压裂切顶试验。结果表明：1.切割角度为10°时，切割效果最佳;2.水力切割钻孔间距设置为10m可满足卸压要求;3.水力压裂切顶技术实施完成后，回采14-16m区间段，顶板正常垮落;水力压裂切顶卸压技术可以有效解决坚硬顶板不能正常来压的问题，研究结果可为类似工程问题提供参考。

【关键词】 坚硬顶板;数值模拟;现场实施;效果考察

【中图分类号】 TD327.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 2096-4102（2021）06-0001-03

矿井顶板事故一直严重威胁矿井安全生产，顶板坚硬导致放顶煤层开采过程中顶板无法按照设计步长正常垮落，随着开采长度不断增大，应力达到坚硬顶板弹性极限便会突然垮落，形成冲击地压，对综放工作面支架设备及人员造成巨大损伤，后果不堪设想。李文龙研究发现，进行水力压裂切顶技术时，脉冲式动压水致裂效果更好;程晓强教授研究发现，在综采面顶板实施静压水，随着时间推移，顶板产生了膨胀;郭伟研究发现，切顶技术在燕家河煤业10103综采面沿空留巷中实施效果比较好，有效解决了沿空留巷顶板无法卸压的问题;戚福周博士研究了高应力沿空留巷切顶卸压围岩变形的问题，研究结果表明，切顶卸压在高应力沿空掘巷掘进过程中，有效控制了留巷围岩变形的问题。综上所述，切顶卸压技术的应用具有一定的广泛性。……