课题来源：陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项计划项目 项目编号2009ZDKG-57

技术领域：冲击灾害煤岩压裂软化新材料及装备技术是解决冲击倾向性煤层动力灾害控制和预裂破碎科学开采的成套关键技术。该技术为解决高应力、低渗透性、冲击硬厚煤层的预先破碎、工作面顶板支架冲击灾害和瓦斯煤层压裂开采提供了一条新途径，特别适用于高应力、低渗透、坚硬顶板（煤）支架冲击灾害条件下厚煤层的破碎开采，也特别适用于瓦斯等级高、开采煤尘大及易燃发火的煤层预裂开采。

技术原理：根据矿井开采冲击灾害防治实际，针对煤岩基质疏水性，润湿性、软化性难题，本研究基于煤矿井下防尘水的活性水基压裂液基础，在分析防尘水介质成分基础上，开发研究以复配新型表活剂FS-10，以FS-10与无机盐溶液组成煤岩压裂软化的系列专用压裂液CFS型新材料，以及专用压裂设备和工艺系统装备技术，研究为科学防治冲击煤层地压灾害，提高硬煤破碎性和资源采出率提供成套技术支撑。

技术指标：①综采工作面回采率达到83~88%，块煤率平均达到60%；②煤层软化系数平均降低41%，冲击能量指数下降58.1~71%；③割煤效率提高64%，材料消耗减少22%，功耗降低30%；④煤尘浓度降低33~48%，创造了清洁高效工作环境，经济效果显著。

与国内外同类技术比较：

①项目成果是高应力、低渗透、冲击性硬厚煤层预裂破碎和安全灾害控制的关键技术。其创造性采用煤矿井下防尘水为基础的新型压裂液材料与卸压技术，创造性的提出煤层压裂关键层概念，给出了脉冲预裂-平孔压裂与综放工艺相协调的煤层卸压开采新工艺和新方法，具有安全、环保、高效、经济的显著特点，是煤矿灾害控制和开采提质增效的成套新技术。

②根据国家一级科技查新权威机构科技查新报告（2017-02-0151），结论：“高应力厚煤层安全高效开采关键技术集成与示范”课题的研究内容在国内外未见相类似的公开文献报道”。可见，本项目技术成果填补了国内外空白。

项目的创新性、先进性：①以水压致裂理论为指导，通过冲击倾向煤岩层破坏结构全过程的地压分析，开发出冲击灾害防治的专用软化活性压裂液材料、设备和工艺系统与装备，属于行业首创；②本技术在冲击灾害预防过程具有环保、安全、高效、节能等采动煤岩层冲击灾害预防的特色，达到了国际领先水平，拥有自主知识产权。

作用意义：①自2010年以来的7年18套综采工作面的试验和推广中，有效防治了煤层工作面支架冲击灾害，实现了煤炭节能降耗、提质增效的目标；降低了工作面支架装备的材料损耗和维修率，减少了生产费用成本；创造了清洁高效的生产环境，煤层瓦斯、煤尘浓度，煤体自燃发火等得到控制；创造了显著安全、经济和社会效益。②该项目成果不仅为陕北侏罗纪煤田南部矿区的矿井动力灾害控制，尤其彬长矿区、麟北矿区、旬耀矿区及焦坪矿区煤层的地压灾害防治提供了一条新途径；同时，为解决陕北中小煤矿的顶板冲击灾害的防治、以及甘肃、新疆、青海、宁夏以及中东部地区煤矿冲击灾害防治，以及解决深部矿井开采日益严重的热动力灾害等问题提供了新途径，进一步对于我国西部省区的少数民族聚集区的能源安全保障、经济社会的协调发展和社会安定团结等意义重大。

本项目成果应用推广的前景、范围、条件，存在的问题和改进意见：

①西安科技大学拥有自主知识产权的冲击灾害煤岩压裂软化新材料及装备技术成果，有效地解决了冲击煤层安全高效开采链中的灾害防治和科学开采两大关键问题，专用压裂液材料技术和系统压裂理论与工艺技术获得国家发明专利授权5项，填补了国内外空白。

②新材料工艺和装备技术成果应用前景广阔。该技术成果为高应力、低渗透、坚硬顶板（煤）支架冲击灾害条件下厚煤层的破碎开采和工作面顶板煤支架冲击灾害的预防提供了一条新途径，尤其适用于高瓦斯、高应力、低渗透、开采煤尘大和易燃发火的煤层预裂开采。研究对于陕北侏罗纪煤层和新疆、内蒙低渗透性、冲击煤层条件具有直接推广应用价值，对于陕北中小煤矿和中东部类似煤矿冲击灾害防治具有重要参考价值。

③本技术是西安科技大学拥有自主知识产权专利技术。经过前期的试验和实践研究，已经具备产业化的条件。