近日，彬長(zhǎng)礦業(yè)孟村礦403109綜放工作面首次成功應(yīng)用“L型”頂煤水力壓裂多段精準(zhǔn)弱化技術(shù)，創(chuàng)新提出了解決綜放工作面隅角懸頂和端頭附近頂煤冒放率低等問(wèn)題的新思路。

據(jù)了解，該技術(shù)采用三維立體布孔方式和多段精準(zhǔn)壓裂工藝，在液壓支架下方使用風(fēng)鉆成孔進(jìn)行壓裂，實(shí)現(xiàn)安全、高效、環(huán)保的頂板、煤弱化治理，在規(guī)避傳統(tǒng)爆破作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，施工效率提升30%以上，為類似地質(zhì)條件礦井提供了可復(fù)制推廣的技術(shù)樣板。

該礦403109綜放工作面煤層厚度約21m，上覆頂板巖層為約28m厚堅(jiān)硬完整砂巖，端頭三角區(qū)頻繁懸頂或垮落不充分，不僅增大側(cè)向支承壓力影響相鄰巷道維護(hù)，也降低端頭附近頂煤回收率。傳統(tǒng)放炮切頂工藝雖能強(qiáng)制放頂，但存在爆破風(fēng)險(xiǎn)高、易引發(fā)瓦斯與CO超限、施工效率低等突出問(wèn)題，嚴(yán)重制約工作面安全高效回采。

為此，該礦聯(lián)合中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，基于403109綜放工作面工況條件和覆巖垮落特征，創(chuàng)新性提出三維立體布孔多段精準(zhǔn)水力壓裂技術(shù)。在采煤工作面和運(yùn)輸巷采用“L型”組合鉆孔布置方案（單次壓裂覆蓋區(qū)域：沿工作面傾向40m、沿工作面走向16m，如圖1所示），通過(guò)風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)快速成孔、使用模塊化封孔裝置精準(zhǔn)多段壓裂（如圖2所示）、復(fù)用乳化液泵站供壓，實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害復(fù)雜礦井水力壓裂鉆孔施工便捷化、封孔作業(yè)模塊化、動(dòng)力系統(tǒng)共享化“三化”施工。壓裂后，端頭附近頂煤回收率提升10%-15%，三角區(qū)頂煤垮落充分，形成了一套安全高效、經(jīng)濟(jì)可靠的頂板控制技術(shù)規(guī)程。

此外，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的便攜式封孔裝置，可在鉆孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)多段壓裂，精準(zhǔn)控制裂紋走向，在煤體內(nèi)形成復(fù)雜裂隙網(wǎng)。傳統(tǒng)單封式壓裂使用單個(gè)膠囊封隔壓裂段，在較長(zhǎng)壓裂段內(nèi)僅能完成單次壓裂，限制了水力裂隙網(wǎng)發(fā)育，便攜式封孔裝置完美規(guī)避了這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了單孔內(nèi)多段后退式壓裂，且每段壓裂在較短壓裂段內(nèi)完成，促進(jìn)了水力裂隙網(wǎng)生成。

該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，證明可以通過(guò)“精準(zhǔn)壓裂-自然垮落-應(yīng)力釋放”的閉環(huán)邏輯，實(shí)現(xiàn)了安全、效率與效益的“三重躍升”，同時(shí)也標(biāo)志著彬長(zhǎng)礦區(qū)煤礦頂板治理正式從“被動(dòng)搶險(xiǎn)”邁入“主動(dòng)防控”新階段。（王忠德）