采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (3): 532-543.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0336

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特厚煤层孤岛工作面坚硬顶板矿压动力灾害地面区域压裂防控研究

高瑞1,戴祥淋1,于斌2,杨敬轩3,匡铁军4,林永清1   

  1. 1. 太原理工大学矿业工程学院,山西 太原 030024;2. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室,重庆 400044; 
    3. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116;4. 晋能控股集团,山西 大同 037000
  • 出版日期:2025-05-15 发布日期:2025-05-20
  • 通讯作者: 高瑞,E-mail:gaorui@tyut.edu.cn,Tel:13813464961
  • 作者简介:高瑞(1991— ),男,陕西省榆林市人,副教授,从事煤矿坚硬顶板治理、顶板地面压裂方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(52274135);山西省优秀青年培育项目(202203021224006);中国科协青年人才托举工程项目(YESS20220245)

Study on prevention and control of roof dynamic disasters by ground regional fracturing in isolated working face of extra-thick coal seam mining

  • Online:2025-05-15 Published:2025-05-20

摘要: 为实现矿压动力灾害治理的主动超前预控,提出了地面区域压裂卸压技术手段。通过分析孤岛工作面覆岩破断结构特征及其矿压作用,揭示了地面区域压裂控制强矿压机理。以塔山煤矿14 m特厚煤层孤岛工作面为工程背景,设计采用地面水平井分段压裂技术对高位厚硬岩层进行区域压裂改造,压裂缝网宽度200~300 m,缝网高度50~70 m,达到体积压裂效果。现场监测表明:巷道围岩最大变形量不足400 mm,未发生跳跃式/台阶式冲击变形,工作面支架阻力始终保持低值,杜绝了孤岛工作面强矿压动力显现。论文研究成果表明,地面超前区域压裂有望从源头上解决坚硬顶板工作面动力灾害难题,实现矿井的安全高产高效开采,具有实用价值和现实意义。

关键词: 特厚煤层, 孤岛工作面, 坚硬顶板, 矿压灾害, 地面区域压裂

中图分类号: