工作面过断层静态致裂技术参数优化研究

静态致裂技术在煤矿开采中应用日益普遍，但不同的致裂参数对岩体致裂效果影响较大。为了设置合理的静态致裂参数，确保工作面顺利通过断层坚硬岩体，以郭家湾煤矿51106综采工作面过小断层为例，首先，通过力学理论分析静态破碎剂致裂机理；其次，采用数值模拟方法定性定量分析不同致裂孔的布置方式、直径、孔距与孔径比，以及不同岩体边界条件对粉砂岩破碎效果的影响。结果表明：岩体在静态致裂过程中以拉伸破坏为主，中间夹杂少量剪切破坏；当致裂岩体顶面以及两侧均为自由面时，其3项致裂效果指标均最高，静态致裂效果最好；在致裂孔钻孔成本和施工难度随直径变化不大的情况下，随着致裂孔直径增大，单位面积岩体的相邻致裂孔贯通率、开裂率和损伤率均逐渐增大，且增大越来越快；从性价比和岩体致裂开采考虑，最合理的致裂孔孔距与孔径比为6～7。