為了解決馬蘭礦堅(jiān)硬頂板所帶來(lái)的端頭懸頂與巷道變形嚴(yán)重等問題,以馬蘭礦8號(hào)煤層的18509工作面為研究對(duì)象,探索了水力壓裂技術(shù)原理。針對(duì)18509工作面實(shí)際情況,制定了水力壓裂技術(shù)試驗(yàn)方案,分別從端頭懸頂、巷道片幫底鼓和瓦斯抽采3個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比分析。研究表明,與實(shí)施水力壓裂前相比,18509工作面端頭懸頂長(zhǎng)度由過去的十幾米至幾十米減小至5 m以內(nèi),其輔運(yùn)巷壓裂段底鼓量較非壓裂段降低70%左右,同時(shí)壓裂鉆孔的瓦斯抽采濃度較普通鉆孔的抽采濃度提高了30%左右,有效保證了工作面的安全回采。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)煤炭. 2020,46(11)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

煤層頂?shù)装鍘r性情況

水力壓裂技術(shù)是將高壓水注入目標(biāo)巖層,通過改造巖層結(jié)構(gòu),形成裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),削弱頂板的強(qiáng)度和整體性,完整巖層分為多層,使采空區(qū)頂板能夠分層分次垮落,縮短初次來(lái)壓和周期來(lái)壓步距,減弱高應(yīng)力向鄰近巷道的轉(zhuǎn)移,降低煤柱支撐壓力,從而減緩鄰近巷道的變形,對(duì)礦井安全生產(chǎn)具有重要意義[1-4]。水力壓裂技術(shù)立體示意圖見圖2。頂板水力壓裂可人工增加裂縫的數(shù)量,在堅(jiān)硬頂板中形成水壓裂縫網(wǎng)絡(luò),破壞其整體性,從而促使端頭懸頂及時(shí)垮落;工作面回采產(chǎn)生的超前支承應(yīng)力主要通過煤層上方的關(guān)鍵巖層進(jìn)行傳遞,因此對(duì)煤柱上方的頂板采用水力壓裂,可有效切斷采動(dòng)應(yīng)力的傳遞路徑,控制鄰近巷道的變形[5-9]。

端頭懸頂?shù)念A(yù)裂對(duì)象主要為低位巖層,僅需冒落的巖層能夠超過巷道的高度即可,因此確定水力壓裂頂板的層位為0～6 m;控制動(dòng)壓的預(yù)裂對(duì)象主要為煤柱上方的泥灰?guī)r和砂巖,因?yàn)樵搸r層是產(chǎn)生采動(dòng)應(yīng)力的主要力源,因此確定水力壓裂的頂板層位為0～13.5 m。此外,端頭懸頂?shù)拇嬖谝矠榕R空巷道增加了附加載荷[10-12]。水力壓裂“端頭懸頂治理+動(dòng)壓護(hù)巷”的控制原理如圖3所示。因此,筆者采用“低位致裂+高位弱化”的控制思路,可同時(shí)解決端頭懸頂治理和動(dòng)壓巷道的控制問題。2.2 頂板水力壓裂技術(shù)工藝

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]區(qū)段大煤柱水力壓裂切頂護(hù)巷技術(shù)研究[J]. 司瑞江,李飛鵬,趙璐璐,許利軍,馮恒星.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2020(07)
[2]煤儲(chǔ)層天然裂隙系統(tǒng)對(duì)水力壓裂裂縫擴(kuò)展形態(tài)的影響分析[J]. 呂帥鋒,王生維,劉洪太,李瑞,董慶祥,肖宇航,申鵬磊.  煤炭學(xué)報(bào). 2020(07)
[3]水平地應(yīng)力差對(duì)周期注水應(yīng)力改造水力壓裂影響的試驗(yàn)研究[J]. 唐巨鵬,齊桐,代樹紅,路江偉.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2020(03)
[4]水力裂縫高度關(guān)鍵影響因素不確定性分析[J]. 王萬(wàn)彬,陳華生,舒明媚,張景軒,魏曉琛,韓弘馳.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[5]天然裂縫角度對(duì)水力壓裂的影響數(shù)值分析[J]. 張健,王金意,荊鐵亞,張國(guó)祥,馬海春.  常州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[6]頁(yè)巖儲(chǔ)層水力壓裂支撐裂縫導(dǎo)流能力影響因素[J]. 劉學(xué)偉.  斷塊油氣田. 2020(03)
[7]流量對(duì)水力壓裂破裂壓力和增壓率的影響研究[J]. 邵長(zhǎng)躍,潘鵬志,趙德才,姚天波,苗書婷,郁培陽(yáng).  巖土力學(xué). 2020(07)
[8]水力割縫輔助定向壓裂煤體的割縫間距模型研究[J]. 王剛,范酒源,汪文瑞,徐浩.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2020(03)
[9]留巷巷道定向水力壓裂卸壓機(jī)理及試驗(yàn)[J]. 李武軍,付玉凱,王濤,張占濤.  工礦自動(dòng)化. 2019(10)
[10]綜采工作面水力壓裂頂板控制技術(shù)研究[J]. 崔峰,劉星合.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2019(09)



本文編號(hào)：2997234