堅硬頂板巷道水力壓裂切頂卸壓技術研究

任增浩

（西山煤電集團有限責任公司馬蘭礦，山西 太原 030053）

引言

隨著礦井的開采年限不斷增加，覆存較為簡單的煤層逐步減小，煤礦資源開采的重點逐步向著覆存條件較為復雜的煤層轉化。堅硬頂板是礦井開采目前面臨的重要難題，我國約一半左右的煤層存在堅硬頂板問題，由于頂板巖性較為堅硬，使得采空區頂板極難垮落，并形成大面積的懸頂，大面積的懸頂一旦發生垮落極易造成層工作面沖擊地壓，同時為了保證巷道的穩定性，在留煤柱開采的巷道，大面積的懸頂使得煤柱留設寬度大幅增加，造成嚴重的資源浪費，在無煤柱開采的礦井，大面積的懸頂同樣需要投入較大的資金來維護巷道的穩定性，所以對堅硬頂板的治理成為了一個熱門的課題。目前針對堅硬頂板的治理的方法主要為切頂卸壓，通過對頂板進行預裂，達到正?？迓涞哪康摹１疚囊择R蘭礦18502 工作面未工程背景，利用數值模擬軟件對堅硬頂板水力壓裂技術進行研究，為礦井堅硬頂板的治理及礦井安全開采提供一定的保障[1]。

1 礦井概況及數值模擬分析

馬蘭礦位于山西古交西南15 km，井田面積104.4 km2，設計生產能力400 萬t/a，18502 工作面現主要開采2#、3#煤層，采用的是綜采放頂煤采煤工藝。在礦井開采過程中，隨著開采面積的增大，使得采空區覆巖得自重逐步轉移至圍巖，此時采空區的周圍相鄰位置構成支撐壓力區域，在回采應力作用下形成不同的應力區域，分別為原巖應力區、應力增高區及應力穩定區?！?br>