近日，中国煤科开采研究院主持完成的“阳泉矿区巷道顶板水力压裂岩层控制关键技术研究与应用”和“大采高工作面沿墙掘巷与水力卸压无煤柱留巷技术研究”2项科技成果，在中国煤炭工业协会组织的科技成果鉴定会上，均被鉴定为国际领先水平。

阳泉矿区巷道顶板水力压裂岩层控制关键技术研究与应用

针对阳泉矿区复杂困难巷道控制难题，本项目在地质力学参数评估基础上，系统分析了不同类型巷道围岩变形机理，针对性提出顶板水力压裂岩层控制方案，项目的成功应用对提升阳泉矿区复杂巷道围岩控制技术的进步具有重要意义。

主要创新成果包括：

揭示了阳泉矿区复杂巷道水力压裂卸压机理，确定了不同类型巷道卸压钻孔布置与压裂参数，实现顶板定向预裂与软化，有效控制了巷道围岩应力集中和变形破坏。

发明了独立加压和卸载的新型水力压裂封孔装置，确定了不同条件下封隔器的移动阻力参数；研发了钻孔与高压水射流一体化的切缝装置，提高了巷道顶板切缝深度和效率。

分析了阳泉矿区煤矿顶板岩性、巷道类型、煤柱尺寸等因素对巷道水力卸压效果的影响，提出了沿空留巷、二次留巷、沿空掘巷、采区大巷等巷道水力压裂卸压控顶技术，确定了顶板岩层水力压裂卸压适用条件和范围。

项目研究成果在阳泉矿区一矿、新景矿、景福矿等多个矿井得到成功推广应用。

水力压裂控制岩层顶板示意图

动压巷道卸压原理示意图

水力压裂卸压井下工业性试验

大采高工作面沿墙掘巷与水力卸压无煤柱留巷技术研究

针对小煤柱沿空掘巷以及沿空留巷技术在阳泉矿区应用的局限性，研发了5.5m大采高工作面沿空留墙与水力卸压无煤柱开采技术体系，为阳泉矿区无煤柱开采提供了新的技术手段，显著提高了煤炭资源回收率，经济效益显著。

主要创新成果包括：

研究分析了大采高工作面留墙掘巷全周期巷旁充填墙体受力及围岩变形破坏特征，确定了沿空掘巷柔模混凝土墙体的构筑参数，提出了柔模混凝土墙体的优化配比材料。

研究确定了原岩应力、围岩物理力学特性及围岩结构等特征，揭示了水力压裂卸压改善墙体受力及巷道围岩应力分布的作用机制，开发了大采高工作面水力卸压岩层控制技术。

研发了5.5m大采高工作面沿空留墙与水力卸压无煤柱开采巷道支护、施工工艺、水力卸压成套技术，形成了包括机理分析、材料配比、技术方案、施工工艺、效果监测、评价反馈的大采高工作面沿空留墙与水力卸压无煤柱开采技术体系。

项目研究成果在寺家庄煤矿得到成功应用，回收煤柱约26万吨，创造经济效益上亿元。

沿墙掘巷示意图

基于水力压裂卸压的沿空留墙井下效果图

来源：中国煤炭科工集团