特厚煤层开采过程中，煤层上方坚硬顶板强度高、破断步距大、难垮落，特别是开采扰动范围广，大面积坚硬顶板岩层破断失稳，造成采场冲击动力显现更加强烈；井下大孔径卸压、煤层爆破卸压以及井下长钻孔水力压裂技术仅限于局部卸压和小范围顶板弱化，不能有效对煤层上方高位大面积坚硬岩层进行弱化改性。提出了地面L型水平井分段压裂技术，通过对岩层破断方向进行理论分析并综合岩层特性给出了压裂关键层位范围，结合井上下微震一体化联合监测技术，形成了地面水平井分段压裂控制技术体系，并进行了地面压裂工程实践。井下微震-地音联合监测表明：压裂期间微震监测总能量达到16.93×104J，地音监测总能量达到1.36×108J，压裂过程可对井下围岩的宏观破裂具有明显的诱发作用；地面压裂裂缝扩展范围广，2口压裂井裂缝扩展长度分别达到790、851 m，裂缝宽度最大达到380～390 m，裂缝高程达到375～450、390～410 m，裂缝扩展均可覆盖工作面及两巷道，并穿透目标层位。井下采场矿压监测表明：工作面周期来压期间，支架阻力降低32%，煤壁片帮率降低34%，工作面超前支护范围无底鼓、帮部收敛等现象，微震监测总频次及总能量均降低达到90%以上。因此，地面水平井分段压裂可有效减小采场上覆岩层的强矿压，进而降低工作面回采期间的冲击地压灾害。

国家重点研发计划资助项目（2022YFC3004604）；

1 地面水平井分段压裂技术
1.1 研究背景
1.2 地面L型水平井分段压裂思路
2 岩层破断机理
2.1 水平裂缝对顶板破断弱化的影响
2.2 垂直裂缝面赋存对顶板破断的影响
3 工程设计
3.1 地面压裂层位选取
3.2 施工设计
3.2.1 压裂质量控制
3.2.2 井位设计及钻井工艺
3.2.3 压裂工艺
3.2.4 井-地微震联合监测
4 工程实践
5 效果评价
5.1 微地震监测对压裂效果评价
5.2 缝网复杂度评价
5.3 暂堵效果分析
5.4 井下微震-地音监测分析
5.4.1 微震监测分析
5.4.2 地音监测分析
6 压裂后效果分析
6.1 微震监测分析
6.2 现场压裂效果
7 结语

门鸿,赵华全,窦桂东等.特厚煤层地面L型水平井分段压裂技术应用研究[J].煤矿安全,2023,54(07):50-58.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.07.007.