高能產氣預裂技術在治理沖擊地壓中的應用

張延松，石 靜，魏祥瑞

（山東科技大學 安全與環境工程學院，山東 青島 266590）

在“碳中和”的背景下，煤炭仍然是中國的主要能源。研究表明，到2030 年，煤炭仍將占一次能源消費的46%左右。目前，地表附近的煤炭資源正在枯竭，煤炭開采逐漸向深部開采轉變以滿足資源消耗。在中國，至少有45 座煤礦開采深度超過1 000 m，煤炭總產量超過9 400 萬t。近5 a 來，已開發并投入使用的1 000 m 以上新煤礦16 座。與近地表采煤相比，深部開采面臨著高初始地應力和開采擾動等挑戰，導致沖擊地壓等動力災害頻發，造成嚴重的人員傷亡和經濟損失。沖擊地壓還可誘發煤與瓦斯突出、煤層自然發火、冒頂等次生災害，造成更為嚴重的后果。煤礦沖擊地壓事故致災機理及處理方法的調查分析表明，對未開采煤層采取預先致裂措施，可以卸除地層應力，降低沖擊地壓的風險。國內外專家學者對用于增透、卸壓等的煤層致裂技術進行了大量的理論與實踐研究。任帥等研究了超高水充填開采對沖擊地壓的防治效果，表明超高水填充開采可以降低工作面壓力，達到治理沖擊地壓的效果；陳慶國等分析了復雜工作面主要沖擊危險因素，并制定了針對性的深孔爆破方案；楊光宇等采用覆巖空間結構理論，研究了高應力區域并確定了沖擊危險區域和危險程度；張雷通過理論分析研究了爆破切頂技術，有效控制了窄煤柱巷道的變形；李雁針對千米礦井采場應力大、工作面力學環境復雜、開采擾動大等問題，分析了沖擊地壓的誘發機制，提出了煤塵注-爆一體的卸壓防沖技術。……