随着煤炭开采深度和强度的增加,以及工作面推进速度的加快,坚硬顶板滞后断裂,采场矿压问题突出,矿井安全生产受到影响。针对现有压裂工艺难以准确定向压裂的问题,提出了坚硬岩层深孔装药爆破聚能射孔定向造缝致裂技术,实现了硬岩深孔长距离定向致裂目标,取得顶板定向切落卸压的效果。围绕硬岩深孔装药爆破聚能射孔技术机理及技术实践,开展了系列研究,取得以下研究成果:(1)实验分析了含裂缝岩体的冲击破坏特征,得到岩体裂缝产状、结构尺寸等因素对岩体强度的弱化影响,研究结论与岩体静态压裂裂缝影响规律基本一致,但高应变率加载作用下的试块自由端表现出明显的反射拉伸破坏特点。(2)硬岩深孔装药聚能射孔首先表现为炸药爆炸高能量汇聚催动重金属粒子的高速冲击造缝,进而复合炸药爆炸高能气体的膨胀增裂。研究表明,药型罩厚度、开口角度、装药炸高等因素对射孔造缝效果具有重要影响,药型罩轴线确定为20mm、开口角度选择60°、药型罩厚度1mm条件下,硬岩孔壁射孔定向侵彻效果最佳。(3)深孔装药爆破聚能射孔在同煤云冈矿开展了现场技术实践,聚能管深孔装药工艺流程顺畅,配合导爆索全长可靠起爆,聚能射孔效果良好,孔壁围岩裂缝发育密度小,定向裂缝开口尺寸及扩展长度大,采用1.5kg三级煤矿许用炸药可实现0.5m间距硬岩的压裂效果。该论文有图76幅,表10个,参考文献103篇。