架间定向水力压裂提高含夹矸巨厚煤层冒放性研究

高晓进^1,2，于海湧^1,2，黄志增^1,2，张震^1,2，何团^1,2

1. 煤炭科学研究总院开采研究分院2. 天地科技股份有限公司开采设计事业部

摘 要：为改善含厚硬夹矸难冒顶煤的冒放性,以芦子沟煤矿合层开采的巨厚煤层作为工程研究背景,基于弹性力学理论研究硬厚夹矸层的力学结构,得出了厚硬夹矸层"短悬臂梁"结构发生拉断失稳和剪切破断失稳条件下的判据公式,作为确定架间定向水力压裂致裂夹矸层分段切槽的依据。同时结合KZ54型开槽钻钻头特征,将夹矸层分段致裂长度定为0.8 m。研究结果表明:水力压裂水压曲线波动变化不大,表明裂缝持续向前扩展;致裂后煤矸块度减小,顶煤体顺利放出;3107工作面上端头顶煤致裂后支架工作阻力增加;架间定向水力压裂技术有利于改善顶煤冒放性。

关键词：定向水力压裂;巨厚夹矸煤层;架间压裂;分段切槽;