沖擊地壓礦井水射流聯合水力壓裂寬煤柱卸壓技術研究

龐立寧，劉毅濤，邸晟鈞，蘇士杰，丁國利，姜 峰

(1.天地科技股份有限公司 開采設計事業部，北京 100013；2.烏審旗蒙大礦業有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 017307；3.山西焦煤集團有限責任公司，山西 太原 030053；4.中天合創能源有限責任公司葫蘆素煤礦，內蒙古 鄂爾多斯 017000；5.中煤西北能源有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017200)

中天合創能源有限責任公司葫蘆素煤礦21103工作面開采2-1煤，煤層平均厚度2.54m，工作面采深634～643m，自重應力大。經鑒定，煤層及頂板均具有沖擊傾向性，尤其煤層頂板多為厚硬的砂巖，在煤層采空后極易懸頂，導致采空區周邊巷道發生應力疊加。受鄰近21102工作面采空區影響，21103工作面回風巷礦壓顯現劇烈，導致回風巷在21102工作面后方開始出現大變形，主要表現為強烈底鼓、頂板下沉，局部破壞具有沖擊地壓特征。加之21103工作面開采時，二次采動導致回風巷礦壓顯現更為劇烈，臨空側超前段巷道變形嚴重，影響巷道正常使用，同時沖擊地壓風險日益突出。21103工作面回采時，工作面后方的煤柱即將成為孤島煤柱，加之21102工作面采空區側向支承壓力的影響，在現有煤柱寬度下，會積聚較大的彈性能，存在沖擊地壓危險。針對以上情況，進行“鉆-切-壓”一體化卸壓技術研究，減少了21103工作面回風巷區段煤柱內彈性能積聚，同時為了減少煤柱卸壓對巷道支護產生的負面影響，進行了定向水力壓裂切頂來減少頂板巖層向煤柱上的應力傳遞。

1 工作面概況

21103工作面為綜合機械化一次采全高工作面，開采2-1煤，煤厚約為2.30～2.93m，該煤層結構簡單，呈大型的寬緩波狀起伏，地層傾角一般在1°～3°，為近水平煤層，煤層普氏硬度系數f=2.5。……