近日，彬長礦業(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壓裂工藝，在液壓支架下方使用風(fēng)鉆成孔進行壓裂，實現(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)險的同時，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，也降低端頭附近頂煤回收率。傳統(tǒng)放炮切頂工藝雖能強制放頂，但存在爆破風(fēng)險高、易引發(fā)瓦斯與CO超限、施工效率低等突出問題，嚴重制約工作面安全高效回采。

為此，該礦聯(lián)合中國礦業(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水力壓裂技術(shù)。在采煤工作面和運輸巷采用“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），通過風(fēng)動鉆機快速成孔、使用模塊化封孔裝置精準多段壓裂（如圖2所示）、復(fù)用乳化液泵站供壓，實現(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)濟可靠的頂板控制技術(shù)規(guī)程。

此外，中國礦業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的便攜式封孔裝置，可在鉆孔內(nèi)實現(xiàn)多段壓裂，精準控制裂紋走向，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膠囊封隔壓裂段，在較長壓裂段內(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)避了這一問題，實現(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，促進了水力裂隙網(wǎng)生成。

該項技術(shù)的成功應(yīng)用，證明可以通過“精準壓裂-自然垮落-應(yīng)力釋放”的閉環(huán)邏輯，實現(xiàn)了安全、效率與效益的“三重躍升”，同時也標志著彬長礦區(qū)煤礦頂板治理正式從“被動搶險”邁入“主動防控”新階段。（王忠德）