2023年第2期西部探矿工程*收稿日期：2021-12-26修回日期：2021-12-28作者简介：许彦虎（1989-），男（汉族），山西临汾人，工程师，现从事煤矿生产技术管理工作。近距离煤层水力压裂切顶卸压护巷技术研究许彦虎*（山西乡宁焦煤集团申南凹焦煤有限公司，山西临汾041000）摘要：针对坚硬顶板难垮落、采空区悬露顶板面积较大、巷道围岩变形严重等问题，以申南凹矿20108工作面为工程背景，采用数值模拟软件对水力压裂起裂进行分析，发现随着注液时间的不断增大，钻孔内部应力呈现出先增大后减小的趋势，在应力最大值处岩石发生起裂，同时对压裂过程中及不同围压比下的裂纹的扩展直径和裂缝单元粘结的破坏数量进行研究发现，随着注液时间的增大裂纹的扩展直径和裂缝单元粘结的破坏数量均增大，而随着围压比的增大，两者则呈现相反的变化趋势，留巷巷道围岩变形得到有效控制,保证工作面安全回采。关键词：水力压裂；切顶卸压；数值模拟；起裂压力；顶板管理中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1004-5716(2023)02-0101-031概述随着，我国煤矿开采强度和采掘规模扩大，在开采深部坚硬顶板工作面时诸多开采问题困扰着矿井的安全开采，坚硬顶板问题作为煤矿开采最为常见的问题，一直困扰着我国煤矿的开采。坚硬顶板是指矿井巷道顶板为岩性较为坚硬的煤层，在巷道开采过程中，由于坚硬顶板的存在，使得覆岩无法直接垮落，从而造成大面积的悬顶形成，大面积的悬顶会造成巷道围岩变形较大，悬顶一旦发生垮落就会造成巨大的冲击波，威胁着矿井的开采，同时由于大面积悬顶的存在会造成留煤柱开采矿山煤柱尺寸大幅度增加，造成严重的资源浪费，所以对坚硬顶板进行治理十分重要[1]。此前我国针对坚硬顶板治理的办法主要为爆破卸压，使得悬顶出现预裂缝，从而降低顶板整体性，达到顶板随采随落的目的。考虑到爆破切顶卸压会产生大量的粉尘，污染较大，所以提出水力压裂切顶卸压[2]，本文利用数值模拟软件对水力压裂切顶卸压进行研究，为矿井坚硬顶板的治理提供参考。2矿井概况及数值模型建立申南凹矿位于山西省乡宁县管头镇宋家沟村，井田面积为8.12km2，生产能力为120×104t/a，批准开采1#~10#煤层，矿井工业储量4266×104t,设计可采储量2450×104t，服务年限14.6年，现采2#煤层。20108工作面位于二采区西翼，主要开采山西组2#煤层，煤层平均厚度4.2m，煤层倾角3°~27°，平均倾角15°。水力压裂切顶卸压主要是在巷道顶板进行定向钻孔，并对钻孔进行及时的封堵...
