本文开展复杂坚硬岩层井上下联合水力压裂控制技术研究,基于板壳力学理论,揭示了坚硬岩层失稳临界弯曲应变能特征,提出了基于弯曲应变能指标的压裂目标层确定方法,建立了井上下联合水力压裂控制技术体系。以大同矿区石炭系特厚煤层综放开采矿井为工程背景,确定了井上下联合水力压裂技术方案,并进行了现场工业性试验。通过分析微震、液压支架工作阻力、巷道变形量监测数据和回采巷道超前支护形式等方面,验证了井上下联合控制技术的适用性和有效性。结果表明:井上下联合水力压裂控制技术可在坚硬岩层中形成明显裂缝,破坏了复杂坚硬岩层的整体性及其强度,平均来压步距减小了34.6%,平均液压支架工作阻力降低了约15.1%,平均超前巷道变形量减小了约35.0%。研究成果为复杂坚硬岩层控制开辟了新路径,可为复杂坚硬岩层的精准控制提供技术支...

针对15 m以上特厚煤层综放开采扰动强烈、矿压显现明显、液压支架工作阻力难以确定的问题。以大同矿区特厚煤层千万吨矿井为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场实测的方法,建立了特厚煤层综放开采“近场悬臂结构+远场砌体结构”覆岩系统模型,确定了该条件下液压支架工作阻力确定方法,揭示了控制远场砌体结构的中高位坚硬岩层结构失稳是液压支架工作阻力异常的关键原因。建立了基于FLAC的液压支架工作状态和支护阻力数值模拟分析方法,对比分析了中高位坚硬岩层处理前后,大同矿区特厚煤层开采四柱式液压支架的适应性,并采用液压支架工作阻力实测数据对其进行了验证。实测结果表明:中高位坚硬岩层压裂处理后,来压期间液压支架整体平均工作阻力可降低约15%,增强了现用支架的适用性。研究成果提出了一种液压支架适应性分析方法,...