堅硬頂板水力壓裂切頂卸壓技術實踐

楊洪增1,2,3,4

（1.河北煤炭科學研究院有限公司，河北 邢臺 054000；2.國家能源充填采煤技術重點實驗室，河北 邢臺 054000；3.河北充填采礦技術有限公司，河北 邢臺 054000；4.河北省充填采煤技術創新中心，河北 邢臺 054000）

在煤炭開采中，煤層上方如果發育有堅硬穩定、整體性強、承載能力大的巖層，在工作面推進過程中難以垮落，形成大面積懸頂，一旦垮落，則會出現嚴重的礦壓顯現，危及人員和設備安全。據統計，在我國，具有堅硬難垮落頂板的煤層占比為30%以上，隨著綜合機械化開采技術的推廣應用，越來越多的工作面出現了頂板垮落不及時的現象[1-5]。因此開展堅硬頂板且切頂卸壓技術研究，對實現煤礦安全生產具有重要意義。

1 概 況

1.1 地質生產條件

冀中股份邢東礦2129工作面所采煤層為2號煤，煤層厚度3.8～4.1 m，平均3.95 m，煤層平均傾角11°，工作面頂底板巖性及厚度如圖1所示。

圖1 2號煤頂底板巖性Fig.1 Roof and floor lithology of No.2 Coal Seam

2129工作面開采2123、2124、2125、2126工作面與軌道下山之間的保護煤柱，工作面走向長度93 m，傾斜長度381 m，采用綜合機械化一次采全高的開采方式。

1.2 存在的問題

2129工作面回采過程中，直接頂垮落較為及時，但基本頂相對比較堅硬，垮落步距長，懸頂面積大。垮落時，造成礦壓顯現劇烈，影響了工作面的正常回采。為保證安全生產，采用水力壓裂技術對基本頂進行切頂卸壓。

2 水力壓裂設計

2.1 切頂卸壓方式的確定

當前常用的切頂卸壓方式主要有鉆孔爆破切頂、高壓預注水軟化和水力壓裂切頂等方式[6-8]，不同方式的對比見表1。

表1 不同……