针对深井高应力强采动巷道的支护难题，分析顶板水力压裂技术原理，建立巷道围岩水力压裂数值计算模型，开展水力压裂切顶卸压应力转移研究，分析巷道围岩应力场响应机制，并开展现场工程应用。结果表明：水力压裂后煤柱应力集中区应力降低率为7.73%,平均降幅为13.9 MPa,最大降幅为24.9 MPa,采空区应力增长率为3.75%,在采空区应力增长区内，顶板压裂后底板应力较无压裂时平均高出约6.4 MPa,有效弱化了坚硬悬顶，阻断了顶板岩层的应力传递，促使煤柱侧悬顶应力向采空区内转移；水力压裂后工作面周期来压步距和液压支架动载系数显著降低，煤柱应力趋于均匀化，且平均应力显著低于无压裂时的煤柱应力，超前采动影响时矿压显现强度得到有效降低；压裂段滞后工作面30 m范围内采空区顶板及时垮落，应力增长较快，滞后工作面距离大于30 m时，压裂段采空区应力基本呈缓慢增长，最大应力值为1.35 MPa,无压裂段采空区应力且仍呈快速增长趋势，最大应力值为1.64 MPa。这表明水力压裂可有效弱化坚硬顶板完整性，改善采空区覆岩结构运动状态，降低巷道围岩应力状态，提高巷道围岩的稳定性。

国家重点研发计划项目(2017YFC0603003)；天地科技股份有限公司开采设计事业部重点基金项目(KJ-2022-KCZD-01)；

1 水力裂缝扩展规律研究
1.1 水力压裂试验条件
1.2 水力压裂弱化顶板结构试验
2 数值模拟方案
2.1 数值模型建立
2.2 模型岩石参数选取
3 顶板预裂应力响应机理分析
3.1 水力压裂裂隙分布特征
3.2 巷道围岩应力分布特征
3.3 采空区应力响应特征
1) 采空区垂直应力动态变化特征
2) 采空区垂直应力对比分析
4 人工预裂顶板应力响应特征应用
4.1 水力压裂方案设计及应用
4.2 应力场响应特征分析
1) 液压支架承载特性
2) 煤柱应力分布
3) 采空区应力响应特征
5 结 论

程利兴,张镇,姜鹏飞等.基于顶板水力压裂卸压的应力场响应机制研究及应用[J].采矿与安全工程学报,2023,40(04):722-729.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0562.