摘要：针对神东矿区布尔台煤矿42煤层覆岩存在坚硬顶板,回采生产中采空区顶板大范围悬顶不垮落诱发的强矿压显现限制了矿井安全生产这一现状,通过理论分析以及现场工业试验,对坚硬顶板覆岩结构简化力学模型进行分析,分析了坚硬顶板悬顶受力特征及其对矿压显现的影响;进一步提出了对工作面顶板施工定向水力压裂措施来弱化坚硬顶板岩层,控制其垮落,揭示了水力压裂弱化坚硬顶板降低回采期间矿压显现的机理;结合42202工作面现场工程条件,确定了顶板坚硬岩层层位,并对水力压裂方案、参数进行优化设计,并在施工中监测水力裂缝扩展、水压及注水量变化,分析水力压裂技术对坚硬顶板岩层的控顶效果。综合研究结果表明:对42202工作面覆岩粉砂岩层施工水力压裂措施后,顶板岩层有效弱化,压裂卸压影响区域内工作面来压强度整体降低,尤其是来压峰值压力降幅明显,降低约10%;来压步距降低4%;来压前支架平均阻力降低2.6%;来压时支架平均阻力降低6.8%;动载系数降低4%;工作面煤壁片帮得到遏制;同时,辅运巷道两帮及顶底变形量分别减小100、30 mm;辅运巷道浅部及深部围岩应力分别降低2.5、1 MPa,锚杆、锚索受力分别下降29、22 kN,反映出对坚硬顶板施工定向水力压裂能有效降低工作面矿压显现,避免形成强烈冲击,可满足安全生产要求。

摘要：为缩短常村煤矿S2采区S206综放面的初次来压步距,以邻近的S208综放面为工程背景,根据聚能爆破机理分析,研究出一种聚能装药结构,利用聚能爆破的特性来提高顶板预裂效果。再通过ANSYS/LS-DYNA数值模拟,从应力云图、裂隙半径及压力-时间历程分析直接装药和聚能装药两种方式爆破的预裂效果,得出聚能装药爆破具有聚能效应,预裂效果更佳,更能弱化顶板,保障初采期安全。最终得出S208综放面初次来压步距为15.2m,与S206综放面相比,缩短了2.4m,提高了初采采出率,具有良好的经济价值和应用价值。

摘要：针对坚硬顶板初次断裂步距大容易引起冲击矿压、瓦斯积聚以及在放顶煤开采中降低初采期间顶煤放出率等问题,对唐安煤矿3301综放工作面进行深孔预裂爆破弱化顶板的设计并进行现场试验。试验表明:优化的炮眼间距、炮眼仰角等爆破参数合理,爆破能够使顶板预裂并改变其受力状态;工作面基本顶初次断裂步距成功地缩短了38.43 m,可增加产量22 801 t;基本顶提前垮落,避免冲击矿压问题,同时避免采空区通风困难导致的瓦斯积聚问题。

摘要：为了避免综采工作面初采阶段突然来压的安全事故,需对工作面直接顶进行弱化处理。本文以我矿某工作面的对象,在分析该工作面情况的基础,基于理论计算确定直接顶弱化方式,并对弱化处理中的工艺进行详细说明,最后取得了良好的初次放顶效果,为提高综采工作面的效率和安全提供指导。

摘要：为有效解决雅店煤矿厚煤层综放工作面回采过程中坚硬顶板难以及时垮落、易造成大面积压架的问题,结合ZF1405工作面地质条件,对工作面回采过程中的压架原因进行了分析,提出了水力压裂弱化顶板技术并开展了现场试验,通过对水力压裂压力变化曲线、工作面支架受力状况、微震监测等进行分析,对水力压裂效果进行了综合评价。研究结果表明,采用水力压裂技术后,工作面顶板岩层裂隙发育程度明显增大,支架受力整体比较稳定,能够有效避免回采过程中压架问题的产生,减小或消除坚硬难垮顶板对工作面安全回采的影响。

摘要：本项目拟以蒋家河矿区为依托,在引入水力压裂技术基础上,通过对该技术基础的深入分析,在此基础上,开展高强度压裂卸压技术应用于高强度压裂的可能性及压裂工艺的优化设计。研究发现,采用水力致裂法可以有效地减弱硬顶板,破坏其完整性,降低其强度与完整性,实现顶板在采场中的分次崩塌,从而降低或消除硬顶板在采场中的破坏作用。

摘要：针对龙华矿30203工作面开采过程中坚硬顶板难易垮落问题,提出了定向水压致裂对顶板强度进行弱化的方法。介绍了水压致裂施工工艺流程,设计了30203工作面初次放顶顶板水力压裂设计方案,并在切眼内进行了工业性试验。施工后顶板产生大量裂隙并形成贯通网络,顶板强度减小,有效弱化了顶板岩层,实现了工作面安全生产。该项研究对同等地质情况下坚硬顶板管理控制有一定的参考借鉴意义。

摘要：针对煤矿回采工作面煤层开采后大面积坚硬顶板悬露在采空区内,致使回采工作面顶板垮落步距较大、来压剧烈、易引起支架压死等一系列安全问题,以雅店煤矿1403综放工作面为研究背景,通过对水力压裂技术与工艺流程进行分析,研究了水力压裂卸压技术的可行性,同时对水力压裂钻孔参数进行设计并开展现场水力压裂卸压试验,最后对压裂效果进行了分析。结果表明,压裂过程中存在明显的起裂阶段,随后在相对恒定压力的作用下,裂缝向深部扩展,压裂曲线呈现紧密的锯齿状;水力压裂可以有效弱化坚硬顶板、破坏其完整性,削弱顶板的强度和整体性,一定程度上能够改善支架的受力状况,达到减小或消除坚硬顶板对工作面回采危害的目的。