水力压裂切顶卸压技术在大采高留巷中的应用研究

论文摘要

针对晋煤集团寺河煤矿东五盘区东翼集中巷受多次强烈采动影响、巷间煤柱尺寸小、服务周期长、向斜轴部应力集中程度高等特点,应用水力压裂切顶卸压技术,改善围岩应力状态,为大采高留巷围岩变形控制提供了一个新途径。研究了水力压裂切顶卸压技术在大采高留巷中的作用本质,工作面回采前利用高压水在护巷煤柱上覆岩层中形成一个"准破裂面",工作面回采时,在采场周期来压的作用下,采空区顶板沿"准破裂面"断裂,减少悬臂梁的跨距,卸载或转移工作面侧向悬臂梁传递到护巷煤柱的高应力。综合考虑井下现场作业空间狭小、工作面高位钻孔、地面L型抽放井等多个影响因素,设计水力压裂切顶卸压方案,压裂钻孔双侧布置,深孔长度40 m,浅孔长度32 m。为保证压裂效果,超前工作面50～100 m进行压裂施工,倒退式压裂,间隔为2～3 m。通过监测与分析水力压裂切顶卸压效果得出,顶板岩层裂缝起裂压力约24 MPa,扩展压力在21～23 MPa。切顶卸压后两帮移近量降低53%,顶板下沉量降低33%,底鼓量降低18%,同时显著减小帮锚索受力变化幅度。压裂后煤柱垂直应力在超前工作面50 m至滞后工作面50 m范围内出现峰值点,未压裂的煤柱垂直应力的峰值点出现在滞后工作面150 m至350 m范围。

论文目录

• 0 引言
• 1 工程概况
• 2 卸压方案设计
•   2.1 卸压机理
•   2.2 试验机具与设备
•   2.3 卸压方案设计
• 3 现场应用效果分析
•   3.1 压裂压力监测
•   3.2 围岩位移监测
•   3.3 煤柱垂直应力监测
•   3.4 锚索受力监测
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙志勇,张镇,王子越,王涛,付玉凯

关键词: 大采高留巷,多巷布置,水力压裂,卸压机理

来源: 煤炭科学技术 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 中国煤炭科工集团天地科技股份有限公司开采设计事业部

基金: 中国煤炭科工集团有限公司创新创业资金专项资助项目(2018MS021),国家自然科学基金青年基金资助项目(51304119),国家自然科学基金煤炭联合基金资助项目(U1261211)

分类号: TD322.5

DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2019.10.025

页码: 190-197

总页数: 8

文件大小: 4531K

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