本文开展复杂坚硬岩层井上下联合水力压裂控制技术研究，基于板壳力学理论，揭示了坚硬岩层失稳临界弯曲应变能特征，提出了基于弯曲应变能指标的压裂目标层确定方法，建立了井上下联合水力压裂控制技术体系。以大同矿区石炭系特厚煤层综放开采矿井为工程背景，确定了井上下联合水力压裂技术方案，并进行了现场工业性试验。通过分析微震、液压支架工作阻力、巷道变形量监测数据和回采巷道超前支护形式等方面，验证了井上下联合控制技术的适用性和有效性。结果表明：井上下联合水力压裂控制技术可在坚硬岩层中形成明显裂缝，破坏了复杂坚硬岩层的整体性及其强度，平均来压步距减小了34.6%,平均液压支架工作阻力降低了约15.1%,平均超前巷道变形量减小了约35.0%。研究成果为复杂坚硬岩层控制开辟了新路径，可为复杂坚硬岩层的精准控制提供技术支撑。

国家自然科学基金项目(51874176)；山东省深部冲击地压灾害评估工程实验室开放项目(鲁煤研开(2021)004号)；煤炭科学技术研究院科技发展基金项目(2020CX-I-08)；

1 复杂坚硬岩层压裂目标层计算
1.1 复杂坚硬岩层压裂层位初选
1.2 复杂坚硬岩层压裂层位确定
2 复杂坚硬岩层井上下联合水力压裂技术
2.1 井下压裂方式选择及适用性分析
2.2 井上压裂方式选择及适用性分析
3 复杂坚硬岩层井上下联合水力压裂工业性试验方案设计
3.1 试验地点选择及目标层位确定
3.2 井下压裂试验方案设计
3.3 井上压裂试验方案设计
4 复杂坚硬岩层井上下联合水力压裂控制技术效果分析
4.1 井上下联合压裂压力监测分析
4.2 井下压裂效果微震监测分析
4.3 井上压裂效果微震监测分析
4.4 液压支架工作阻力监测分析
4.5 邻空巷道超前变形量监测分析
5 结 论

李云鹏,张宏伟,苏怀瑞等.复杂坚硬岩层井上下联合水力压裂控制技术研究[J].采矿与安全工程学报,2023,40(04):704-713.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0254.