坚硬顶板动力灾害防治：超前水力压裂技术与应用

"坚硬顶板动力灾害超前弱化治理技术的研究和应用主要集中在解决煤炭开采过程中因坚硬顶板引发的强矿压动力灾害问题。通过物理模拟、数值分析和工程实践，研究人员揭示了坚硬顶板在综放开采条件下覆岩破断的特性，提出了低位关键层‘悬臂梁’回转破断的灾害发生机制。这一机制表明，当动静叠加载荷超过灾害阈值时，会导致矿压动力灾害的发生。" 文章中介绍了一种针对坚硬顶板的超前弱化治理技术——分段水力压裂技术。该技术旨在通过定向长钻孔进行水力压裂，以提前弱化顶板，防止强矿压动力灾害的发生。在神东布尔台煤矿的工程应用中，单个钻场布置了3个长度在330至600米的钻孔，孔径为96毫米，实现了对310米工作面的全面弱化，累计注水量达到了2 957.25立方米。应用结果显示，水力压裂最高压力可达30.5 MPa，破裂压降最大达12.90 MPa，形成有效的压裂裂缝，并且能够探测到压裂影响范围达35米。应用此技术后，工作面的顶板来压步距、动载系数和支架峰值阻力分别降低了18.90%，显著提高了矿井的安全性。 此外，文献还提到了其他相关领域的研究，如深部岩体力学与开采理论、煤炭资源的绿色化开采、冲击地压的预防与控制等。这些研究共同构成了煤炭开采领域应对复杂地质条件和动力灾害的重要理论和技术支撑，旨在实现安全、高效和环保的煤炭开采。 通过对坚硬顶板动力灾害超前弱化治理技术的深入研究和实践，煤炭行业能够更有效地预防和控制开采过程中的动力灾害，保障矿工的生命安全和矿井的稳定生产。同时，这些技术的创新和发展也推动了煤炭开采技术的进步，促进了煤炭行业的可持续发展。