宋新庄煤矿顶板密集钻孔切顶卸压护巷技术研究

宋新庄煤矿110303工作面回风巷受110301工作面采动影响,巷道呈现大变形特征而无法满足正常生产需要。因此,在采区对翼110302工作面回采期间于运输巷顶板施工密集钻孔切顶卸压技术,进而优化110304回风巷采后侧向应力分布。结合工作面地质条件,通过理论分析与FLAC3D数值模拟,确定了切顶高度、角度、孔间距等关键技术参数,研究了切顶前后巷道围岩应力演化规律,数值计算结果显示切顶后降低了巷道顶板与煤柱侧应力集中程度,煤柱内部垂直应力降低约36%,水平应力降低约11%,巷道位移量明显降低。通过工业性试验表明,切顶卸压后,110304回风巷顶板、帮部围岩内裂隙发育减少,两帮相对移进量为249 mm,顶底板相对移进量为237 mm,巷道变形得到有效控制,成功将110304回风巷保留下来。该技术可为宋新庄煤矿后续开采提供一定的技术参考。

定向组合水力压裂卸压技术在宋新庄煤矿的应用

针对宋新庄煤矿110301工作面坚硬顶板难垮落、周期来压显现剧烈的现象,通过对水力压裂裂缝扩展、贯通机理分析,结合工作面特征与岩层特性优化了钻孔布置方式,提出定向组合分段水力压裂技术研究。现场效果表明,110301工作面实施定向组合分段压裂技术后,预裂区支架来压时工作载荷由38~45 MPa降低为25~35 MPa,应力呈现碎片化,缓解了应力集中现象。周期来压步距由20~30 m缩减到10~15 m,来压步距普遍减小,矿压显现得到缓解。支架动载系数由1.5~1.7降低到1.2~1.3,压架危险性降低。证实了针对来压剧烈顶板采用定向组合分段压裂方式可明显提高压裂效果,使顶板得到及时垮落,进而支承起高位岩层。该研究在现场取得良好的应用效果,为宋新庄煤矿后续工作面开采提供了宝贵的生产经验。