寺河煤礦二號井堅硬頂板定向水力壓裂應用研究

【摘要】通過在寺河煤礦二號井xv1305工作面進行的定向水力壓裂試驗，并且對工作面及順槽的礦壓規律監測結果進行分析的結果顯示：老頂的初次來壓步距約為35m左右，周期來壓步距平均為15.5m，來壓強度低，顯現不明顯，巷道在回采期間經受超前壓力影響后，兩幫移近量最大為126mm，頂底板移近量最大為50mm，巷道在超前壓力段沒有發生任何異常，效果明顯。

【關鍵詞】堅硬頂板；定向水力壓裂；礦壓監測

前言

在煤礦開采中，堅硬難垮頂板是指賦存在煤層上方或厚度較薄的直接頂上面厚而堅硬的砂巖、礫巖或石灰巖等巖層。我國煤層賦存條件復雜，屬于堅硬難垮頂板的煤層約占三分之一左右，且分布在50%以上的礦區，如大同、鶴崗、棗莊、通化、神府、烏魯木齊、晉城、潞安、兗州等；隨著綜合機械化采煤技術的普及，有超過40%的綜采工作面屬于來壓強烈的堅硬難垮頂板，特別是有薄層直接頂的堅硬頂板工作面分布更廣。水力壓裂作為一種經濟有效的堅硬難垮頂板控制技術，已在生產實踐中顯示出良好的技術經濟和社會效益。

1.工程概況

寺河礦二號井現主采15#煤層，開采方法為一次采全高走向長壁綜合機械化后退式采煤法，15號煤頂板直接頂和老頂均為致密堅硬的石灰巖，厚層穩定。含有泥巖夾層，其中，石灰巖強度強度大部分集中在110-130MPa之間，平均強度為123.43MPa，屬于極堅硬頂板，泥巖夾層在頂板中的位置有所偏差，平均強度為45.32MPa。由于15#煤層直接頂為典型的強度高、整體性強、自穩能力強的石灰巖頂板，在開采過程中，大面積來壓時對支架有沖擊，并且初次來壓和周期來壓步距較大，礦壓顯現十分明顯。……