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今年以来,陕煤集团彬长矿业公司文家坡矿聚焦复杂地质条件下坚硬顶板问题,运用地面水平井分段压裂技术,通过开展4107工作面上覆坚硬顶板区域弱化工程,有效降低矿井冲击地压风险。
切脉问诊,找准病灶。根据《陕西省黄陇侏罗纪煤田彬长矿区文家坡区勘探地质报告》及盘区附近分布的钻孔中煤系地层岩性资料,该矿4107工作面所在煤层上方120米范围内赋存两层厚度超过10m、单轴抗压强度大于60MPa的坚硬顶板,回采过程中易形成大面积悬顶,其断裂过程释放的动载是诱发冲击地压的关键因素。针对此“病灶”,该矿积极与科研院所合作,开展“人造解放层”防冲卸压技术研究,在回采前通过实施大范围的坚硬顶板区域弱化,从而降低工作面回采期间冲击危险性。
当好医师,开好药方。针对井下防冲卸压措施处理高位坚硬顶板局限性问题,该矿通过引进地面水平井分段压裂技术,编制了煤层厚硬顶板地面水平孔分段区域致裂卸压方案。以4107工作面上覆硬厚顶板为靶点,通过高压力、造高缝、造长孔等方法,实现“长梁变短梁、大块变小块”目标,有效减小开采期间厚层坚硬顶板的悬顶面积和来压强度,为井下回采作业提供低应力作业环境。
靶向施工,精准治疗。通过对上覆地层的分析研究及压裂效果数值模拟,该矿将压裂的目标层位确定在延安组第三段下部及第二段上部的砂岩层,精准确定靶点。通过水平井钻井工艺建立地面与井下煤层顶板通道,并在目的层中进行压裂作业,形成三维空间人工裂缝。为确保压裂施工达到预期卸压效果,该矿综合考虑矿区地质复杂性,建立了“两阶段、三结合、四分析、五调整”压裂施工技术体系,实时监测随钻参数,研判地质变化,修正地质模型,及时分析调整钻进策略,保证了该矿首口水平井“优质高效中靶”“轨迹控制优良”,最终达到“靶向”施工、祛除“病根”的预期成效。
近年来,该矿遵循“区域先行、局部跟进、分区管理、分类防治”的原则,积极引进新技术、新工艺、新装备,从井下、地面多措并举开展冲击地压灾害治理,成效显著。(当地供稿 李昱慷 尚楠)