厚硬顶板潜在矿震风险地面压裂预控技术
王书文1
智宝岩2
杜涛涛3
杨光宇3
陆闯3
夏永学3
1.中国中煤能源集团有限公司,北京 1000102.中煤陕西榆林能源化工有限公司,陕西榆林 7191003.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013
摘要：具有厚硬顶板的矿井在采掘期间将面临矿震、矿压显现强烈的风险,易导致矿井发生动力灾害事故.为对此类风险隐患进行预控和防范,需要对矿井的厚硬顶板进行预控处理.采用现场调研、工程类比、理论分析、实验室试验和数值模拟的方法,对矿井岩层赋存特征、潜在矿震风险、厚硬顶板可压裂性和地面压裂预控矿震风险机理进行研究.理论分析得到具有厚硬顶板的矿井不仅存在单一工作面低位、高位厚硬顶板初次破断诱发矿震风险,也存在随矿井开采空间增大加剧高位厚硬顶板诱发矿震的风险性;蒙陕地区类似条件工程案例类比表明,具有厚硬顶板赋存条件、开采条件的矿井,自第 2个工作面开采始具有发生较高的矿震风险的可能;通过厚硬顶板可压裂性试验研究得到岩石脆性系数为 59%～143%,平均脆性矿物含量约 68%,综合表明所研究矿井的厚硬顶板可压裂特性较好;模拟对比分析得到在厚硬顶板预裂后,工作面超前支承压力集中程度和超前影响距离均明显降低.基于厚硬顶板的研究结果,提出了矿井地面压裂区域卸压矿震风险预控技术,即通过地面实施"L"型钻孔至厚硬顶板进行压裂,以降低厚硬顶板完整性和致密性.工程应用表明,在实施地面压裂区段中,井下压裂区域微震事件的最高频次降低了52.2%,微震事件的最大能量释放降低了56%,由此说明厚硬顶板的地面压裂预控技术成功降低了矿震风险,保障了工作面的安全顺利回采.
关键词：厚硬顶板矿震地面压裂可压裂性预控技术微震监测
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFC3004604)中煤集团重大科技专项资助项目(20211BY001)
论文发表日期：2023-11-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 1-11 )
英文信息