跨采底板大巷围岩应力演化特征及压裂卸压控制研究

针对跨采底板巷道变形大、难以维护难题，以祁南煤矿跨采东翼底板轨道运输大巷为工程背景，采用FLAC^3D数值模拟与现场实测相结合的方法，研究工作面跨采过程中底板巷道围岩应力场分布及煤层底板岩层破坏特征，确定合理的压裂层位与时机，分析不同压裂参数下巷道围岩应力转移规律，提出压裂卸压控制技术方案。研究结果表明：随着底板巷道与回采工作面水平距离的减小，巷道围岩应力集中程度与高应力区范围明显增大，导致巷道围岩变形加剧；压裂工作应在煤壁前方底板高应力区与巷道围岩高应力区贯通前完成；巷道上方粉砂岩作为主要承载和施载层，是压裂的关键层位；压裂卸压后，煤壁前方高应力区由巷道向压裂区转移，随着压裂区宽度增大，巷道两帮垂直应力峰值逐渐降低并趋于稳定；合理的压裂区范围为巷道左侧宽14 m、右侧宽10 m。现场工业性试验表明，岩层压裂卸压对跨采底板巷道围岩稳定性控制效果显著。