针对坚硬顶板条件下首采工作面初采期间顶板难以垮落问题，以巴拉素煤矿2102工作面为研究背景，采用理论分析及现场试验等方法，建立了工作面初次垮落力学结构模型，提出了“定向长钻孔+常规短钻孔”水力压裂综合弱化治理技术，揭示了基于“长钻+短钻”水力压裂技术的顶板弱化机理，综合评价了压裂后顶板弱化效果。研究表明：未进行压裂治理时，力学模型得到初次垮落步距为77 m,工作面合理水力压裂范围为垂直方向12.26～23.43 m,水平方向0～30.8 m。压裂施工过程中长钻孔最高压力达到26 MPa以上，短钻孔压裂最高压力达到52 MPa以上，均出现明显压降，降幅最大达到26 MPa。治理后工作面呈现“频繁小来压”矿压显现特征，水力压裂治理效果显著。通过“定向长钻孔+常规短钻孔”水力压裂综合弱化治理技术，保障了2102工作面初采期间安全回采，为类似条件工作面初采阶段强矿压灾害治理提供了可借鉴治理方法。

1 工程概况
2 初次垮落顶板力学结构分析
3 水力压裂技术原理
3.1 定向长钻孔水力压裂技术原理
3.2 常规短钻孔水力压裂技术原理
4 压裂方案设计及应用
4.1 方案设计
4.2 钻探施工应用
4.2.1 常规短钻孔钻探
4.2.2 定向长钻孔钻探
4.3 压裂施工应用
4.3.1 常规短钻孔压裂
4.3.2 定向长钻孔压裂
5 治理效果分析评价
5.1 现场效果分析
5.2 压力曲线分析
5.3 钻孔窥视分析
5.4 采空区顶板垮落情况分析
5.5 工作面支架阻力分析
6 结 论

王春林,郑凯歌,王豪杰,李彦民,王林涛,杨冬,姬强,陈辰.坚硬顶板首采工作面初采阶段水力压裂综合治理技术研究[J].煤炭工程,2023,55(05):63-69.