西曲矿18402工作面水力压裂技术方案优化

刘德亮

(西山煤电(集团)有限责任公司 西曲矿， 山西 古交 030200)

西曲矿8#煤层18402工作面顶板坚硬，上覆厚硬的灰岩和砂岩层，强度高，完整性强，造成初次垮落步距大，若不采取强制放顶措施，初次垮落步距可达30～40 m，容易产生顶板大面积垮落[1],引发飓风的安全隐患。同时，18402工作面两侧为已回采的18401工作面和18403工作面，属孤岛工作面，如不采取强制放顶措施，两巷煤柱的集中应力将影响工作面的安全回采。为解决以上问题，引进水力压裂顶板控制技术[2]，在顶板岩层中预先产生大量的水压裂缝，降低石灰岩和砂岩层的完整性，从而减小初次垮落步距，促使顶板及时垮落，保证工作面安全生产。

1 工程地质条件

18402工作面可采走向长度585 m，倾斜长度218 m，地面标高1 032～1 179 m，工作面标高885～944 m，盖山厚度为126～250 m. 18402工作面副巷沿8#煤层施工，8#煤层厚度较稳定，煤层厚度3.8～4.38 m，平均厚度3.95 m，煤层倾角2°～7°，平均角度4°，为稳定煤层。煤尘爆炸指数为18.60%，煤层自燃倾向等级为II类自燃煤层。工作面绝对瓦斯涌出量2.70 m3/min.

8#煤层顶部普遍含一层0.50 m的炭质泥岩伪顶，直接顶为1.5～3.5 m的石灰岩，抗压强度为102.74 MPa，普氏硬度系数10.56. 直接底为1.54 m的细粒砂岩，底板细粒砂岩抗压强度为55.89 MPa，普氏硬度系数5.72.

2 技术方案

2.1 原技术方案

在18402工作面整个切眼及两巷30 m范围内进行水力压裂。其中切眼内布置14组余1个(每组3个，共43个)钻孔，工作面正巷布置1组(每组2个，共2个)，工作面副巷布置2组(每组2个，共4个)钻孔，共计49个钻孔。

原方案不足之处：1) 工作面切眼内副巷侧50 m范围内有无炭柱，此范围内顶板裂隙发育，工作面回采期间，顶板易垮落。……