【摘要】：針對(duì)煤柱留巷支護(hù)問(wèn)題,提出一種控制堅(jiān)硬厚頂板煤柱留巷變形的新方法——定向水力壓裂留巷卸壓技術(shù),旨在轉(zhuǎn)移護(hù)巷煤柱上的高采動(dòng)應(yīng)力,改善留巷的應(yīng)力狀態(tài),并提出定向水力壓裂煤柱留巷卸壓機(jī)理。以余吾煤業(yè)公司S1206煤柱留巷瓦排巷為研究對(duì)象,確定了定向水力壓裂鉆孔方案、鉆孔布置參數(shù)及施工工藝。壓裂結(jié)果顯示,橫向切槽機(jī)械鉆頭可以在預(yù)定位置預(yù)制開(kāi)槽;21~28 m分段壓裂時(shí)間占總壓裂時(shí)間48%,是整個(gè)鉆孔的壓裂關(guān)鍵位置;采用間接方法判斷裂隙的擴(kuò)展范圍20 m左右。對(duì)壓裂段和非壓裂段進(jìn)行了表面位移、煤柱垂直應(yīng)力、工作面超前支承壓力、壓裂段煤柱上方三向應(yīng)力等監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:壓裂段兩幫收縮量降低30.5%,頂?shù)装逡平拷档?0.2%;超前壓力的影響距離不超過(guò)50 m,距離工作面超過(guò)15 m左右時(shí),出現(xiàn)應(yīng)力峰值;超前工作面10 m左右范圍內(nèi)出現(xiàn)塑性破壞;采動(dòng)影響最顯著的作用來(lái)自垂直應(yīng)力;采空區(qū)造成應(yīng)力擾動(dòng)方向與最大相對(duì)主應(yīng)力方向一致。監(jiān)測(cè)與評(píng)估表明卸壓效果明顯。壓裂及卸壓結(jié)果表明,采用定向水力壓裂留巷卸壓技術(shù)可以消除或減弱堅(jiān)硬頂板形成的懸頂效應(yīng),達(dá)到留巷的目的。
[Abstract]:In view of the problem of retaining roadway support with coal pillar, a new method to control the deformation of retaining roadway with hard and thick roof coal pillar, i.e. directional hydraulic fracturing, is put forward, which aims at transferring the high mining dynamic stress on the pillar of protecting roadway and improving the stress state of retaining roadway. The pressure relief mechanism of directional hydraulic fracturing coal pillar in roadway is put forward. Taking S1206 coal pillar of Yuwu Coal Industry Company as the research object, the drilling plan, drilling layout parameters and construction technology of directional hydraulic fracturing are determined. The fracturing results show that the transverse slot cutting mechanical bit can be prefabricated and slotted at a predetermined position, the 2128 m fracturing time occupies 48% of the total fracturing time and is the key position of the whole drilling hole, and the extension range of the fracture is estimated by indirect method about 20 m. The surface displacement, vertical stress of coal pillar, leading supporting pressure of working face and three direction stress above the pillar of fracturing section were monitored. The monitoring results show that the shrinkage of the two sides of the fracturing section is reduced by 30.5, the movement of the top and bottom plate is reduced by 50.2, the influence distance of the leading pressure is not more than 50 m, and the stress peak occurs when the distance from the working face is more than 15 m. Plastic failure occurs in the range of 10 m or so in the leading working face; the most significant effect of mining action comes from vertical stress; the direction of stress disturbance caused by goaf is consistent with the direction of maximum relative principal stress. Monitoring and evaluation show that the effect of pressure relief is obvious. The results of fracturing and pressure relief show that the effect of suspended roof formed by hard roof can be eliminated or weakened by directional hydraulic fracturing in roadway and the purpose of retaining roadway can be achieved.
【作者單位】： 煤炭科學(xué)研究總院開(kāi)采研究分院;天地科技股份有限公司開(kāi)采設(shè)計(jì)事業(yè)部;煤炭資源高效開(kāi)采與潔凈利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(51304119);國(guó)家自然科學(xué)基金煤炭聯(lián)合基金資助項(xiàng)目(U1261211)
【分類號(hào)】：TD322.5

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