定向水力压裂提升晋城坚硬顶板采矿效率与安全性

本文主要探讨了定向水力压裂技术在晋城矿区15#煤坚硬K2石灰岩顶板的应用。该技术针对晋城矿区开采过程中遇到的重要问题——由于顶板致密坚硬，无法随工作面回采而及时垮落，从而影响了巷道稳定性、工作面安全以及瓦斯管理。研究团队将定向水力压裂作为解决策略，通过理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法，揭示了水力压裂的关键特性。 首先，水力压裂裂纹的扩展趋势被发现倾向于垂直于最小主应力方向，这有助于优化裂缝的形成和分布，增强顶板的破碎效果。这种技术的应用显著地改变了工作面顶板的初次垮落步距和周期来压步距，使得垮落更加均匀，降低了来压时的冲击力度，相较于传统的爆破方法，效果更为显著。 其次，定向水力压裂技术减少了工作面巷道两帮和顶底板的移近量，控制了变形程度，使其保持在安全使用范围内。与爆破法相比，这项技术大大降低了巷道变形的风险，确保了施工过程中的稳定性。 此外，通过定向水力压裂，工作面上隅角顶板的悬顶面积显著减少，消除了因悬顶造成的瓦斯积聚隐患，提高了井下的通风条件，保障了矿工的生命安全和生产效率。 定向水力压裂技术作为一种先进的顶板处理方法，在晋城矿区坚硬顶板的应用展现了其显著的优势，不仅提升了开采过程的安全性，还优化了工程的经济效益。这一研究结果对于其他类似地质条件的矿区具有重要的参考价值，也为未来矿山开采技术的发展提供了新的思路。