煤层水力致裂软化技术工艺,是通过压裂和软化作用途径,达到预先弱化顶煤的目的,是一项煤矿安全高效开采的保障技术。本文以小红沟煤矿急倾斜煤层顶煤注水软化工程为背景,针对小红沟主采煤层B1、B2,采用理论分析、实验研究、数值模拟和现场试验等研究方法,得到以下主要结论：对B1、B2两种煤样进行了水理性试验,依据煤样亲水试验和大煤样裂隙统计的结果,判断出B1煤样较B2煤样破碎,且孔隙多属于开裂隙,表明B1煤样较B2煤样易于软化；通过不同压裂液亲水性试验,结合软化性判据,得出不同压裂液的软化性能为第二种>第四种>第一种>第三种>清水。对压裂液浸泡后的饱和煤样进行单轴压缩试验和超声波试验,试验结果表明,与自然状态相比较,除个别煤样试件外,压裂液作用下试件力学参数均受到不同程度的弱化,即压裂液对煤样具有软化性作用,但软化效果不同,依据试验结果,给出了压裂液作用下煤样损伤演化变量和本构模型。建立了基质力学参数弱化模型和基质非均质模型,运用F-RFPA软件模拟压裂液作用下圆孔水压裂缝扩展,模拟结果表明,与自然状态相比,受压裂液浸泡过的试件,裂缝更容易起裂和扩展,裂缝扩展面较为粗糙,分叉裂缝形成的时间较短,数量也较多,且最终形成的主裂缝与垂直方向夹角较大,此外,通过声发射可以得出受压裂液浸泡过的试件能量释放要缓慢的多,即损伤是一个渐变的过程。对小红沟B1+2煤层顶煤的冒放性进行评价,得出顶煤冒放性差,从煤层强度、赋存深度入手,揭示出压裂液提高顶煤冒放性的机理。将研究成果应用于急倾斜坚硬顶煤综放开采中,实践结果表明提高了顶煤冒放性,增加了回采率。