以山西马堡煤业有限公司15号煤大采高工作面为研究背景,基于现场工况实验,合理布置水利压裂切顶卸压孔布孔方案。采用FLAC3D软件和RFPA2D-Flow版本软件相结合的办法,分别建立模型,论证分析采用水力压裂切顶技术前后,大采高初采期间老顶来压变化规律不同之处。通过对比分析,大采高初采期间采用水力压裂切顶技术可以有效缩短老顶初次来压步距,降低老顶来压期间强度围岩支护劳动强度,为其他条件相似矿井提供了借鉴。

针对马堡矿地质构造复杂,主要岩溶含水层富水性强,下组煤距下伏奥灰很近,煤层开采面临着奥灰突水严重威胁的情况,运用数值模拟的方法,研究了工作面斜长对底板破坏规律与突水机理的影响,并对15号煤带压开采进行了安全性评价。研究结果表明:工作面斜长分别取160 m与110 m时开采15号煤产生的采动破坏带均会与承压水导升带贯通,隔水层丧失阻隔水性能进而导致底板突水,而工作面斜长为60 m时则不会发生底板突水。因此,可通过采取控制工作面斜长的方法提高带压开采的安全性。