浅埋近距离煤柱应力集中灾害治理：压裂技术研究与应用

"这篇论文研究了浅埋近距离上覆遗留煤柱引发的动力灾害问题，并提出了一种名为‘顶板分段压裂超前弱化治理技术’的新方法。该技术基于‘垮落填充体+上覆煤柱’的支撑理念，结合定向长钻孔精准成孔技术，旨在通过分段压裂进行超前弱化，从而减轻应力集中和防止动力灾害的发生。通过理论分析、技术开发和工程实践，研究团队发现，实施分段压裂后，最高注水压力达到21.20 MPa，最大破裂压降为7.60 MPa，多次观察到3.00 MPa以上的压力降。进一步的数据显示，压裂后顶板的来压步距、动载系数和最高压力分别降低了13.58%、13.77%和25.49%，这证实了压裂技术的有效性。此技术对于控制由上覆遗留煤柱引起的动力灾害具有显著的效果。" 本文涉及的知识点包括： 1. **上覆遗留煤柱动力灾害**：当浅埋的煤层上方有遗留煤柱时，由于煤柱的存在会引发应力集中，可能导致岩层运动加剧，从而产生动力灾害，如冲击地压。 2. **分段水力压裂技术**：这是一种用于减小应力集中的预处理方法，通过在顶板进行分段的高压水力压裂，使煤层或岩层内部产生裂缝，从而提前释放部分能量，降低动力灾害风险。 3. **超前弱化治理**：指在工作面前方预先对煤层或岩层进行弱化处理，减少其脆性，防止在开采过程中突然释放大量能量导致动力灾害。 4. **定向长钻孔精准成孔技术**：这是实现分段水力压裂的关键技术，通过精确控制钻孔的方向和深度，确保压裂液能准确注入目标区域。 5. **动载系数**：衡量动力灾害影响程度的一个参数，压裂后其下降表明动力灾害的潜在威胁降低。 6. **来压步距**：表示煤层或岩层移动的周期性间隔，压裂后步距的减小意味着开采过程中的稳定性提高。 7. **压力降**：在压裂过程中，观察到的压力下降是判断压裂效果的重要指标，表明岩石内部已经形成裂缝并释放了部分应力。 8. **工程实践与验证**：研究团队在实际矿井中应用了这项技术，通过对比压裂前后数据，证明了该技术的实用性和有效性。 9. **煤炭行业安全与环保**：整个研究背景强调了煤炭开采过程中的安全问题和环境保护，表明了技术进步对于行业可持续发展的重要性。 这些知识点在煤炭开采领域具有重要价值，特别是对于预防和治理动力灾害，保障矿工安全和矿井稳定运行具有深远意义。同时，文中提到的相关研究如砂土吸附、瓦斯治理、火灾模拟、无线波透视探测等，都是煤炭开采中不可或缺的技术手段，共同构成了煤炭行业的科技基础。