高压水力压裂技术在综放工作面初采放顶中的应用

张银虎

(汾西矿业集团水峪煤业，山西 孝义 032300)

水力压裂是指在顶板当中进行普通钻孔，然后借助特制开槽钻头从钻孔的末端开始沿横向进行切槽，并对其实施注浆封闭，利用高压泵为切槽注水，充分利用注水时产生的高压力使切缝的端部产生若干裂缝，同时在岩层当中不断扩展和延伸，使岩层裂缝明显增大，使顶板岩层被分割成若干层，破坏顶板整体性，减小整体强度。在不断推进工作面时，伴随采动动压与顶板围岩应力持续影响，顶板岩层从一次性垮落向分层垮落过渡，在减小初次来压的同时，避免大面积垮落造成的威胁与危害，从而使工作面回采得以安全且顺利的完成。

1 工程概况

某煤矿东西方向总长约10 km，南北方向倾斜宽度为2 km～4 km，总面积为18.4 km2，其主采煤层为3号煤层，层厚5.38 m，开采方式为综采低位放顶，顶板管理方法为全部垮落法，在顺槽与切眼掘进过程中都沿着煤层顶板进行施工。矿井工作面的直接顶是泥岩和粉砂岩，泥岩厚度只有9 cm左右，强度约35.42 MPa；粉砂岩的厚度可达1.8 m，强度约78.92 MPa。老顶以细粒砂岩为主，其厚度约为3.4 m，强度可以达到98 MPa。

工作面切巷因顶板岩层较为坚硬，而且支护措施采用锚网和锚索相联合的方式，在初采过程中采空区顶板无法及时垮落，回采过程中虽然进行了提前退锚，但顶板处垮落的矸石并不充分，难以填满采空区，导致回采初期采空区发生大面积悬顶或瓦斯大量聚集，在工作面的上隅角处时常产生瓦斯超限的情况，这会给矿井的安全生产造成很大安全隐患。……