煤炭工程

作者：陈亮,于宏阳,白亚军,王栋炜,秦瑞晨,王东攀

单位：1. 华北科技学院 矿山安全学院，河北 廊坊 0652012. 山西马堡煤业有限公司，山西 长治 0463003. 山西晋城沁城煤业有限责任公司，山西 晋城 0482004. 中煤科工开采研究院有限公司，北京 100013

关键词：沿空留巷 , 墙体变形 , 定向钻孔 , 分段压裂 , 瓦斯抽采,

针对突出煤层复合关键层顶板沿空留巷墙体变形严重、采空区瓦斯漏出量大等问题，以山西沁城煤矿20107工作面为例，通过理论建模、力学分析研究了压裂断裂线位置对应力传播及墙体变形的影响机制，给出了分段压裂切顶水平关键位置的解析解，结合关键层理论分析判识覆岩中、低位承载关键层层位，综合确定定向钻孔分段压裂的水平位置及垂向区间，并指出断裂线与覆岩自然垮落线之间的类三角形区为采空区卸压瓦斯富集区，进而优化裂隙带瓦斯抽采钻孔的合理层位。采用非渗流性压裂理论及地应力现场测试确立分段压裂起裂、扩展压力以及压裂时长、流量等关键参数，并通过工程试验验证。研究结果表明：优化后留巷墙体顶底板移近量比原有的下降65%，定向钻场单孔瓦斯抽采量增加72%、每组总量提升至7.46 m3/min，实现了留巷墙体变形裂隙与采空区瓦斯协同共治。

来源：2025年第9期

《煤炭工程》期刊编辑部

查看煤炭工程杂志2025年第9期