403105工作面地面双台阶水平井防治冲击地压项目(陕西彬长矿业集团有限公司)

403105工作面开采煤层为4号煤，其顶板上方约20～100m范围内分布有一套厚度较大、完整性高、力学性能突出的坚硬砂岩层组。该岩层整体强度高、脆性大、能量积聚能力强，在采动扰动作用下极易形成高应力集中区，对冲击地压的孕育与诱发具有显著影响，严重时可能导致工作面发生强烈冲击地压或岩爆事故，严重威胁采掘安全。针对该层位的控制问题，需采取有效的区域弱化与改性措施，以削弱顶板岩层的整体强度和能量释放突发性，降低动载传递效应，改善顶板结构稳定性。考虑到该坚硬砂岩层埋深较大、厚度较高，与井下巷道距离远，传统井下钻孔卸压、深孔爆破或水力压裂等手段难以覆盖目标层段，治理效果有限。为此，计划在403105工作面实施地面水平井分段压裂工程。该工程拟布置地面水平井，采用先进的多段压裂工艺，对顶板坚硬砂岩层进行有针对性的体积改造，通过压裂裂缝网络的形成实现岩层结构的“软化—裂解—卸压”作用，从而有效降低岩层强度与整体性，改善其力学响应特征，并在不影响井下正常采掘的前提下，实现对顶板坚硬岩层的深部定向弱化，达到释放高应力、降低冲击危险、保障工作面安全回采的目的。