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1、Vo1．23，No．4第23卷第4期中國(guó)礦業(yè)2014年4月CHINAMININGMAGAZINEApr．2014黻定向割縫水力致裂頂板關(guān)鍵參數(shù)研究范軍，竇林名，賀虎。(1．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，江蘇徐州221116；2．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇徐州221116；3．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州221116)摘要：煤礦堅(jiān)硬頂板是誘發(fā)各種動(dòng)力災(zāi)害的主要原因之一，針對(duì)傳統(tǒng)堅(jiān)硬頂板處理的缺點(diǎn)，提出了預(yù)制定向裂隙高壓水力致裂堅(jiān)硬頂板技術(shù)。作為一項(xiàng)治理堅(jiān)硬頂板的新技術(shù)，其關(guān)鍵參數(shù)及其確定方法缺乏相應(yīng)研究
2、，制約了該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。本文基于關(guān)鍵層彈性板與“砌體梁”理論，給出了堅(jiān)硬頂板應(yīng)力解析解與破斷判據(jù)，在此基礎(chǔ)上，研究了預(yù)制裂隙致裂頂板總深度、分層厚度、裂隙擴(kuò)展后最大懸頂長(zhǎng)度、預(yù)制裂隙傾角4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)確定方法與公式，從而為該技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的可靠性，治理堅(jiān)硬頂板型沖擊礦壓效果顯著。關(guān)鍵詞：堅(jiān)硬頂板；定向致裂；動(dòng)力災(zāi)害；關(guān)鍵參數(shù)中圖分類號(hào)：TD313文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004—4051(2014)04—0079—05Keyparametersofdirectionalhydraulicf
3、ractureofhardroofFANJun，DOULin—ming，HEHu(1．SchoolofMines，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China；2．StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandSafetyMining，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China；3．SchoolofResourceandEarthScience，ChinaUniversity
4、ofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：HardroofiSoneofthemainfactorsthatinducingdynamicdisastersincoa1mines．Asanewtechnologyforcontrollinghardroof，directionalhydraulicfracturingislackofresearchesespeciallythekeyparametersanditsdeterminationmethodwhichseverel
5、yrestricttheindustrialapplicationofthistechnology．Basedontheelasticplateandvoussoirbeamtheory，theanalyticalstresssolutionsandfracturecriterionofthehardroofaregiveninthispaper．Fourkeyparametersthattotalandfracturingthickness，sublevelfracturingthickness，maximumhangingroo
6、fafterfracturingandthefracturingdipanglewereputforward，atthesametimethedeterminationmethodandformulaofthefourkeyparameterswerestudied，theresearchresultslaidafoundationforthepromotionapplicationsoftechnology．Keywords：hardroof；directionalfracturing；dynamicdisaster；keypar
7、ameter煤礦生產(chǎn)中通常將沖擊礦壓、頂板大面積來壓、常規(guī)礦壓顯現(xiàn)，嚴(yán)重威脅礦井的安全生產(chǎn)l1]。國(guó)內(nèi)礦震等事故稱之為動(dòng)力現(xiàn)象，其突然、急劇、猛烈的外研究均表明，頂板巖層結(jié)構(gòu)，特別是煤層上方堅(jiān)破壞特征造成重大設(shè)備損壞與人員傷亡，甚至引起硬、厚層砂巖頂板是誘發(fā)動(dòng)力災(zāi)害的主要因素之一，地表塌陷和引發(fā)局部地震，致災(zāi)烈度、規(guī)模均遠(yuǎn)大于動(dòng)力災(zāi)害較嚴(yán)重的礦區(qū)普遍存在堅(jiān)硬頂板結(jié)構(gòu)，如兗州濟(jì)寧三號(hào)井、大同忻州窯礦、徐州三河尖煤礦、義馬常村煤礦、甘肅華亭煤礦、北京木城澗煤礦等，收稿日期：2013—12-07基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973)
8、項(xiàng)目資助(編號(hào)：每年發(fā)生堅(jiān)硬頂板型沖擊動(dòng)力災(zāi)害數(shù)十起。波蘭西2010CB226805)；國(guó)家自然科學(xué)基金和神華集團(tuán)有限公司聯(lián)合項(xiàng)目里西亞煤田、德國(guó)魯爾礦區(qū)沖擊礦壓的主要原因同資助(編號(hào)：51174285)；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目
