强烈动压巷道水力压裂切顶卸压压裂时机研究

摘要

水力压裂技术近年来越来越多地被应用于强烈动压巷道的卸压工程中。在强烈动压巷道水力压裂切顶卸压过程中,裂缝的扩展方向最终会与最大主应力方向保持一致,而最大主应力的大小和方向会因受到工作面回采超前应力的影响而改变,如何保证裂纹最终扩展方向和巷道轴线基本保持一致是确保卸压效果的关键。采用全钻孔注浆锚固的改进型空心包体应力计在晋城王坡煤矿3310回风巷进行了顶板三维应力随工作面推进演化规律实测及分析研究。研究结果表明:随着回采工作面的推进,煤柱侧15 m上方顶板三维主应力相对值在距工作面250 m处开始受到回采影响,三维主应力方位角和倾角在距工作面200 m以远就基本完成了调整。工作面侧15 m上方顶板相对主应力值在距工作面252 m处开始受到回采影响,三维主应力方位角和倾角在距工作面180 m以远就基本完成了调整,但在距工作面50 m以内由于受采空区影响,方位角逐渐出现逆时针偏转;巷道正上方顶板相对主应力值在距工作面164 m处开始受到回采影响,距工作面越近影响越显著,特别是在距工作面57 m以里影响更加剧烈。三维主应力方位角和倾角在距工作面140 m以远基本完成了调整,超前回采工作面140~80 m最大主应力σ1方位角和巷道轴向夹角(13°~20°)较小,为水力压裂的最佳时机,同时不影响回采巷道的超前支护施工。