采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (5): 1076-1089.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0502

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采动应力场下巨厚覆岩层分区水压致裂关键技术

张晓悟1,徐金海1,曹悦1,温双武2,许志军1,台连海1,孙垒1   

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,江苏 徐州 221116;
    2. 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司,宁夏 银川 750000
  • 出版日期:2025-09-15 发布日期:2025-09-16
  • 通讯作者: 徐金海,E-mail:jinhaixu1963@163.com,Tel:19851621977
  • 作者简介:张晓悟(1990— ),男,重庆市人,博士研究生,从事矿山压力与岩层控制和水压致裂方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金联合基金项目(U21A20107);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX23-2787);中国矿业大学研究生创新计划项目(2023WLKXJ026)

Key technology of zonal hydraulic fracturing in extra-thick overburden affected by the mining stress field

  • Online:2025-09-15 Published:2025-09-16

摘要: 针对巨厚覆岩层导致采场矿山压力大,矿压显现明显的问题,采用数值模拟和相似实验方法,分析了不同回采阶段巨厚覆岩层内各关键岩层采动应力场分布特征,对比研究了正常回采和预制裂隙回采条件下采场巨厚覆岩层破断运移特征,提出了基于定向钻孔的采动应力场下巨厚覆岩层分区水压致裂关键技术。研究表明:回采期间,受采动支承压力影响,巨厚覆岩层内垂直应力逐渐超过水平应力;在巨厚覆岩层应力集中区和原岩应力区进行水压致裂能够分别制造竖直和水平水力裂隙;预制裂隙能够改变巨厚覆岩层破断形式,增加上覆岩层垮落高度。工程实践表明,采动应力场下巨厚覆岩层分区水压致裂能够有效减小工作面来压步距,降低工作面支架阻力,为工作面安全生产提供保障。

关键词: 巨厚覆岩层, 采动应力场, 预制裂隙, 分区致裂, 定向钻孔

中图分类号: