在坚硬顶板层中，利用定向长孔水力压裂进行压力释放的机制与工程技术 姚壮壮（Zhuangzhuang Yao） 冯天心（Tianxin Feng） 戴林木（Linchao Dai） 张志刚（Zhigang Zhang） 吴文斌（Wenbin Wu）

《Applied Sciences》：Mechanism and Engineering Practice of Pressure Relief by Hydraulic Fracturing with Directional Long Boreholes in Hard Roof Strata Zhuangzhuang Yao, Tianxin Feng, Linchao Dai, Zhigang Zhang and Wenbin Wu

　　摘要：为了应对大面积屋顶悬吊以及在硬顶板地质条件下深部矿井中诱发的强烈层间行为这一技术挑战，本研究以袁子沟煤矿的1012006工作面为工程背景，开展了利用水力压裂技术进行压力释放的实验。通过地质调查和关键层理论分析，确定位于巷道顶板上方23米处的低位置关键层作为压裂目标层。真实三轴水力压裂实验结合声发射（AE）监测结果显示，压裂过程中注射压力突然下降，声发射次数迅速增加，这一现象揭示了岩体破裂与声发射特征之间的定量关联，为现场微地震监测提供了理论基础。基于“双钻孔协同”布局原理，设计了一个包含6个钻场和12个定向长钻孔的压裂网络，总钻孔长度为5727米，计划进行120个压裂阶段。实验使用了专用设备。现场监测结果表明：压裂影响半径最大达到27.8米；微地震事件的平均日频率和总能量分别减少了50.65%和27.73%；巷道深部的应力降低了17.69%。这些结果证实了压裂有效改善了顶板应力环境，并成功实现了预期的压力释放和防岩爆效果。

1. 引言
中国的能源资源特征为“煤多、油少、气少”，决定了煤炭在国家经济社会发展中的基础性作用。然而，随着浅层资源的枯竭以及煤炭开采深度和强度的增加，许多煤矿面临的深部硬顶板控制问题日益突出[1,2,3,4,5]。这种类型的顶板强度高、完整性强，开采后不易及时垮塌，容易在采空区一侧形成大面积悬吊顶板，导致巷道周围应力集中和大量弹性能量的积聚[6,7,8]。当能量积累到临界状态时，可能会引发强烈的矿山压力甚至岩爆等动态灾害，严重威胁矿山生产安全和人员生命。这是实现煤矿安全高效开采必须克服的重大技术挑战[9,10,11,12]。
在煤矿硬顶板控制技术的发展过程中，爆破压裂作为一种有效手段被广泛使用。该方法通过在顶板层进行爆破作业，利用爆炸能量瞬间破坏岩体结构，从而削弱硬顶板并减少应力集中。然而，随着开采深度的增加和地质条件的复杂化，传统爆破压裂技术的局限性越来越明显：施工过程中产生的强烈冲击扰动容易对巷道周围岩石造成二次损害；压裂范围和效果难以精确控制，在高应力深部环境中存在诱发更大规模动态灾害的风险[13,14,15]。这些技术瓶颈促使研究人员寻求更安全、更可控的压力释放方法。在这方面，水力压裂技术因其独特优势逐渐应用于煤矿硬顶板控制领域。该技术起源于油气田开发项目，其基本原理是通过向目标岩层注入高压流体，在岩体内形成扩展的裂缝网络，实现岩体结构的可控削弱。与传统爆破技术相比，水力压裂具有低扰动、可控作用范围和均匀能量释放的特点，能有效降低顶板岩体的强度，促使应力集中区向更深部转移，并显著缩短工作面的周期加载间隔[16,17,18,19,20,21]。这些技术特点使其特别适用于深部矿井的硬顶板压裂处理，为安全高效煤炭开采提供了新的技术途径。
尽管硬顶板控制的挑战已被广泛认识，但现有文献缺乏对双孔压裂模式协同效应的深入探讨。为填补这一空白，本研究以袁子沟煤矿的1012006工作面为工程背景，系统研究了从地质分析、机制实验到工程设计及评估的全过程。与传统方法不同，本研究详细阐述了双孔协作布置下相邻裂缝网络之间的相互作用机制，重点量化了“协同效应”及其对能量释放的影响。本研究的主要贡献是开发了一套精细优化参数，以最大化这种协同效应，从而建立了一套完整的硬顶板压力释放技术体系。最终，该研究为复杂硬层条件下提高顶板破碎效率提供了新的解决方案，为类似条件下的安全开采提供了理论基础和实际参考。

2. 工程地质条件分析
2.1 基本地质条件
本研究以陕西省临榆县袁子沟煤矿的1012006全机械化顶煤炮采工作面为工程背景，该工作面的埋藏深度为616至715米，开采的是2号煤层。煤层平均厚度为11.56米，属于厚煤层。输送带巷道的设计长度为2658米，回风巷的设计长度为2761米，工作面的倾斜长度为240米，设计开采长度为2123米。工作面位置及周边开采条件如图1所示。图1显示了工作面1012006的位置及周边开采条件。上覆岩层结构复杂，煤层上方存在多个厚而坚硬的砂岩层。根据工作面中部K14-5钻孔的直方图分析，关键厚硬岩层主要分布在三个区间：煤层上方119.47米处有一层20米厚的细粒砂岩；268.54米处有一组连续砂岩和砾岩互层，总厚度超过200米；620.44米处有一层30米厚的粉砂岩。特别需要注意的是，在煤层顶板上方18.32–83.38米范围内，通常存在2.0–10.0米厚的细砂岩层；在19.68–64.93米范围内，存在多层砂岩层，总厚度为16.42–69.88米。这些岩层构成了工作面的直接顶板和主要顶板。
关于地质结构，工作面及其周围发育了DF8和DF9（跨距H = 0–10米）等一系列断层以及X1和B2等多个褶皱结构。这些结构的存在为区域地质应力集中提供了条件。工作面的地质结构如图2所示。图2为工作面1012006的地质结构。
2.2 关键问题：硬顶板悬吊和岩爆风险
由于1012006工作面采用采空区侧进法，其回风巷与1012007工作面相邻，两者之间保留了35米宽的煤柱。早期地质勘探和评估表明，该工作面在掘进过程中具有中等程度的岩爆风险。其主要风险根源如下：
- 深部开采深度和强烈的开采诱发应力：埋藏深度超过600米导致原位应力较高，加上工作面的开采扰动，使煤岩体容易积累大量弹性能量。
- 硬顶板悬吊结构：上覆的厚而坚硬的砂岩层强度高、完整性好，开采后不易迅速垮塌，容易在采空区一侧形成大规模的“悬挑梁”结构。勘探确认，在1012006回风巷与相邻采空区之间的煤柱上方仍存在10–19米厚的悬吊顶板，形成了理论上的“F形”空间结构。
- 重叠的构造应力：B2背斜和DF8断层等地质结构中存在残余构造应力，这与开采诱发的应力叠加，进一步加剧了应力集中程度。
上述因素的耦合作用意味着工作面面临由大规模硬顶板压裂甚至岩爆引起的强烈层间压力行为的严重威胁。因此，对硬顶板（关键层）进行主动压力释放处理是确保工作面安全高效开采的主要技术挑战。

2.3 关键层分析及压裂目标层的确定
根据关键层理论，假设某一岩层为第一关键层，其对上覆岩层的控制范围可达到第n层。如果第（n + 1）层为第二关键层，则其载荷关系需满足以下条件：
（1）其中q~n + 1~, q~n~分别为计算到第（n + 1）层和第n层的第一个关键层所承受的载荷。
假设第n层对第一关键层的载荷为（qn）1~，其计算方法如下：
（2）其中En为各岩层的弹性模量；hn为各岩层的厚度；γn为各岩层的单位重量。
同时，下层硬岩层的断裂距离小于上层硬岩层，即：
（3）
基于公式（1）–（3），分析了工作面的顶板岩层结构并确定了在控制上覆顶板层中起主导作用的关键层。为了精确定位地下压裂层，在1012006回风巷的1930米和2230米处施工了两个地下地质取芯钻孔。钻孔检测结果显示，目标关键层（理论计算为关键层2）到巷道顶板的垂直距离分别为18.8米和22.9米。
综合地质钻孔直方图和地下勘探数据分析表明，在工作面顶板上方100米范围内存在三个连续的厚硬砂岩层。这些岩层硬度高，是维持顶板稳定性和导致悬吊顶板问题的主要原因。为了解决煤层附近的悬吊顶板问题并实现高效率的压力释放，最终决定将地下压裂的目标层设置为该低位置关键层，如表1所示。目的是利用水力压裂技术切断采空区一侧的悬吊顶板，改变顶板岩体结构，实现大规模、高效的压力释放。

3. 水力压裂机制和声发射响应特性实验研究
3.1 实验目的
基于上述工程地质条件，工作面中强烈层间压力的核心威胁在于硬顶板中积累的弹性能量。水力压裂技术旨在通过预压裂顶板来控制释放这种能量。为了深入揭示压裂诱导的岩体破坏的内在机制，并为现场微地震监测提供理论和参数基础，本研究在实验室进行了真实三轴水力压裂结合声发射（AE）监测的物理模拟实验。声发射和矿山微地震具有相同的物理本质，仅在规模上有所差异。因此，准确捕捉实验室压裂过程中的AE响应模式可以为解释现场微地震监测数据提供直接指导。
3.2 实验系统和方案
为了真实再现地下岩层应力环境，实验采用了自制的真实三轴水力压裂AE测试系统，如图3所示。该系统的核心由三个部分组成：一是真正能够独立地在三个正交方向上施加高达70 MPa应力的三轴应力加载子系统；二是用于在整个过程中收集和定位声发射（AE）信号的DS5全信息声发射分析子系统；三是以100 mL/分钟的速率注入压裂液的恒流量注水子系统。图3展示了真实的三轴水力压裂AE测试系统。四个试样分别编号为S1、S2、S3和S4，每个试样的尺寸为300毫米×300毫米×300毫米。S1模拟单层煤层压裂，S2模拟单层岩石压裂，而S3和S4模拟多层煤层压裂。试样的具体位置见图4。

在实验过程中，首先根据设计的比例准备了模拟煤和岩石的相似材料，然后将其浇筑或压制成标准立方体块。对于复合试样S3和S4，按照设计的层序进行组装：S3的层序为岩石-煤-岩石，S4的层序为岩石-煤-岩石-煤-岩石，并使用高强度结构胶将预制的煤和岩石块粘接在一起。最后，在每个试样的中心垂直钻一个圆柱形钻孔。其中，S1是纯煤试样，S2是纯岩石试样，S3和S4是分层复合煤-岩石试样。

3.3 声发射响应特性与压裂过程的相关性分析
(1) 声发射衰减计数与动态裂缝扩展
本次实验共布置了八个声发射（AE）传感器来监测试样的整个水力压裂过程。由于煤和岩石材料在物理和力学性能上的显著差异，以及多层煤-岩石试样（S3和S4）中的层间界面效应，压裂过程中的裂缝启动和扩展路径表现出强烈的异质性。同时，AE应力波在煤、岩石及其界面中的传播衰减、透射和反射规律也明显不同，这最终导致不同位置的传感器捕捉到的AE响应特性（如幅度、频率和能量）存在显著差异。此外，由于非均匀煤-岩石介质中的信号衰减和叠加效应，某些传感器收集到的AE信号幅度较弱或信号相互重叠。因此，图中仅清晰地展示了5-6条特征曲线。这一现象与水力压裂过程中非均匀煤-岩石体的实际力学响应特性一致，验证了实验结果的可靠性。实验结果见图5。AE衰减计数有效地表征了岩石体内的损伤速率。累积AE计数与注水压力曲线显示出明显的共同演变趋势。以试样S1为例，在初始压裂阶段，压力稳步上升，AE计数缓慢增加，对应于微裂纹的启动；当压力突然下降时（例如在S1的348秒和475秒），AE计数同时激增，标志着宏观裂缝的产生或连接。在含有岩石层的试样S2、S3和S4中，岩石层破裂时刻AE计数的突增尤为明显。这表明压力的突然下降伴随着AE计数的急剧增加是判断宏观岩石体失效的可靠声学前兆。通过AE计数，整个压裂过程清楚地显示了裂纹反复启动和扩展的渐进特性，而不是瞬间完成。

(2) AE能量分布与裂缝类型识别
AE能量分析为识别裂缝规模和类型提供了关键依据。实验发现，岩石试样S2的AE能量释放水平显著高于煤试样S1。在多层试样中，能量最高的AE事件精确对应于岩石层破裂的时刻。这证实了AE能量的大小可以有效区分裂缝源的性质；高强度岩石层的破裂会释放出更高能量的信号。对AE能量分布的统计分析进一步显示，所有试样的AE能量在双对数坐标下遵循幂律分布，且多层试样的幂律指数小于均匀试样。这表明在压裂过程中，分层岩石体更不稳定，发生大规模突然破裂的风险更高。能量分布的整体特征符合对数正态分布，如图6所示，为现场微震数据的统计分析建立了模型基础。

3.4 实验结论对现场实践的指导意义
该实验系统地建立了岩石体压裂与水力压裂过程中声发射活动之间的定量对应关系，为评估现场微震监测的有效性提供了理论基础。实验确认，AE事件频率（衰减计数）的急剧变化直接反映了裂缝网络的活跃扩展程度，而高能量的AE事件是关键硬岩层结构失效的可靠指标。将这一逻辑应用于现场：如果在水力压裂作业期间，微震监测系统捕捉到事件频率和能量水平的显著增加，说明压裂作业有效地压裂了目标岩层，形成了裂缝网络并释放了能量。相反，在压裂项目完成后工作面的开采阶段，如果微震事件的整体频率和能量呈现显著且持续下降的趋势，则強烈表明原本储存在顶板岩体中的高应力和弹性能量已有效释放，从而大大降低了开采过程中强层压显现的风险。

4. 顶板定向长孔压裂方案设计
4.1 压裂方案设计
基于初步的工程地质分析和实验研究结果，制定了针对低位关键层的定向长孔水力压裂减压方案，以解决1012006工作面的硬顶板控制问题。该方案旨在通过优化钻场布局和钻孔轨迹设计，实现顶板岩层的大规模和精确弱化。定向长孔压裂技术如图7所示。水力压裂技术的参数，如注水量和压力，是根据地质环境、应力分布以及目标压裂层的物理力学参数等因素确定的。压裂阶段的数量和注水时间根据经验和现场测试结果确定。岩石层的压裂压力Pk可以通过公式(4)计算：
\[P_k = \frac{\sigma_h \times (2 - \sigma_t)}{P_0}\]
其中，\(\sigma_h\)是最小主应力（MPa）；\(\sigma_H\)是最大主应力（MPa）；\(\sigma_t\)是抗拉强度（MPa），取平均值为2；\(P_0\)是孔隙压力（MPa），取值为0.1。然后，根据压裂类型的压力参数限制，将压裂压力\(P_k\)代入公式(5)计算水力压裂泵压力\(P_w\)：
\[P_w = \frac{P_k \cdot \rho \cdot g \cdot h}{\rho \cdot g \cdot L}\]
其中，\(ρ\)是压裂液的密度（kg/m3）；\(g\)是重力加速度（N/kg），取值为9.8；\(h\)是压裂管道中的高差，即最终钻孔高度减去起始高度（m）。压裂管道中的摩擦压力损失\(Pr\)可以通过公式(7)计算：
\[Pr = \lambda_1 \cdot L\]
其中，\(L\)是管道长度（m），取值为150–650；\(\lambda_1\)是摩擦系数（MPa/m）。根据目标岩层的压裂影响范围的估计孔隙体积，以及流体损失情况，可以利用公式(8)估算压裂水量\(V_w\)：
\[V_w = \frac{\lambda_2 \cdot V_v \cdot \lambda_3 \cdot \Delta h}{1 - \lambda_2}\]
其中，\(V_v\)是压裂影响范围内的岩体体积（m3）；\(\lambda_2\)是顶板和底板岩层的吸水系数；\(\lambda_3\)是密实和硬岩层的吸水系数。为了实现整个工作面长度的全面覆盖，沿1012006回风道采用分段布置原则，分别在距巷道入口1000米、1200米、1700米和2400米处设置了5个钻场。此外，利用相邻的1012007运输巷道的1号钻场作为补充钻场，形成了覆盖整个工作面走向长度的三维压裂网络。所有钻场的大小设计为15米×5.5米，如图8所示。这种尺寸设计充分考虑了多方面要求，包括定向钻机设备的放置、压裂操作空间和人员操作安全，确保了整个压裂施工过程的高效执行。

根据地下地质钻探验证结果，确定目标压裂层为位于巷道顶板上方约23米的低位关键层（关键层2），其岩性主要为粗粒砂岩，厚度稳定在4.8–5.0米。由于其坚硬和密实的岩性特点，该层是最适合实现顶板弱化的层位。基于这一地质认识，设计了12个定向长孔，总长度为5727米，其中水平段总长度为3576米。精确的轨迹控制技术确保所有钻孔的水平段都能准确放置在目标关键层的中心，为有效压裂创造了条件。在钻孔轨迹设计方面，采用了创新的“双孔协同”差异布局方法。“导管孔”负责地质勘探和风险预测（如岩性和地应力测试），为主孔提供地质依据；“主孔”根据导管孔的数据进行精确的压裂操作。协作机制：导管孔的实时数据动态优化主孔的布局参数和注水压力阈值，确保压裂能量准确作用于目标层并避免工程风险。这种安排通过功能分离和数据联动，在复杂地质条件下实现了压裂操作的安全性和效率。每个钻场中的两个钻孔控制不同的区域。以1930米钻场为例，其中一个钻孔的水平段向工作面煤体侧内侧偏移20米，延伸450米，主要作用在工作面内部的顶板弱化；另一个钻孔的水平段向煤柱侧内侧偏移17米，延伸255米，主要用于解决煤柱区域的应力集中问题。这种对称但有所区别的布局有效实现了工作面两侧和煤柱区域的协同控制。每个钻孔的开孔倾角均在12–20°的最佳范围内精确计算和控制。逐步建设段的长度从108米到210米不等，确保通过平滑的轨迹过渡顺利进入目标层。基于分阶段压裂间距30米的设定，整个项目将完成120个压裂阶段，从而在顶板岩层中形成密集的定向裂缝网络，为工作面的安全开采提供了可靠保障。

4.2 压裂设备选型
为了确保上述压裂方案的顺利实施，根据远子沟煤矿的深部高原位应力和硬岩层的地质条件，选择了专用的BZW系列水力压裂成套设备，如图10所示。这套设备经过了严格的适用性验证，能够满足长距离、大深度、多阶段压裂的复杂工作条件要求。图10为BZW系列水力压裂成套设备的示意图。系统中选用的BZW250/50型注水泵作为动力核心，该泵组专为煤矿的恶劣工作环境设计，最大输出压力为50 MPa，额定流量为250 L/min，可为压裂液在坚硬砂岩层中的注入提供持续稳定的动力来源。泵单元采用紧凑设计，整体尺寸为2600 × 1500 × 1500 mm，总重量为2.5吨，既满足了井下运输和安装的空间限制，又保证了设备运行的稳定性。

钻孔中的核心执行器采用了一种特殊的工具串，由MKY70可回收封隔器和73MFG1500压裂密封串组成，如图11所示。该封隔器外径为105 mm，长度为2370 mm，其结构设计充分考虑了裸眼井中的通过性和设置可靠性。特别值得强调的是分阶段压裂工具串系统的研发工作。该系统通过中心器、锚固器等辅助工具的最佳组合，实现了工具串在井孔中的精确“定位”。图11为井下工具串配置示意图。

在高压流体控制方面，井口装置选用了KY01专用压裂设备，其工作压力为60 MPa，最小爆破压力为120 MPa，结合抗冲击和抗振动设计，为井下高压作业提供了可靠的安全保障。连接管道使用了R15-25型多层钢丝缠绕高压 hose，这种 Hose 的承压能力也为60 MPa，爆破压力为120 MPa，内径25 mm的设计既满足了流量要求，又保持了灵活性，适应了井下的复杂空间布局。

整个设备系统的选型充分考虑了地下矿井的特殊工作环境，通过组件间的参数优化匹配，形成了完整的工程技术解决方案，为实现设计的120阶段压裂施工提供了强大的硬件支持。

5. 水力压裂效果的综合监测与评估
5.1 压裂影响范围的现场观察与分析
在完成顶板定向长孔的分阶段压裂施工后，采用多种方法进行综合监测，以准确评估裂缝的实际扩展范围和压力释放效果。通过对巷道围岩形态的系统观察、裂缝出水点的统计以及对支护构件应力状态的跟踪监测，获得了压裂影响范围的第一手证据。在1930米钻井区域的压裂区进行的孔洞成像观察显示，压裂后顶板岩层的裂缝发育程度显著增加，如图12所示。图12为压裂前后顶板的裂缝发育情况。现场观察发现，压裂后巷道内出现了明显的动态变化：在压裂孔两侧的巷道肋板和顶板区域出现了不同程度的渗水和 dripping现象；部分区域的螺栓和锚索被拉出或断裂，抽放孔中也观察到水流进入。这些现象共同表明压裂作用导致顶板和煤体内部的应力场重新分布，引起了岩体结构的变化。通过系统测量这些响应特性的空间分布范围，确定最大压裂影响半径可达27.8米，这一数据为后续压裂参数的优化提供了重要参考。

水力压裂的影响半径R是通过现场出水点监测确定的。在水力压裂过程中，高压水会裂开煤岩体形成连续的裂缝网络。当裂缝延伸到巷道顶板和侧面的自由表面时，水会从相应位置喷出，这些位置即为出水点。测量每个出水点到压裂孔的水平距离，并取平均值作为最终的水力压裂影响半径，计算公式为：
\[R = \frac{\sum_{i=1}^{n} r_i}{n}\]
其中 \(r_i\) 是第i个出水点到压裂孔的水平距离，n为测量的出水点总数。出水点直接反映了水力裂缝的实际传播范围，因此出水点到孔的距离实质上代表了局部压裂影响半径，平均值能够消除煤岩体异质性的影响，使结果更具代表性。

5.2 基于微震和应力监测的压力释放效果评估
为了定量评估压裂的压力释放效果，建立了一个结合地面微震ARP监测站和地下微震监测系统的三维监测网络，重点分析压裂前后微震事件的时空演变规律。监测数据显示，在1930米钻井区域的顶板定向长孔实施分阶段压裂后，微震活动的特征发生了显著变化：微震事件的平均日频率下降了50.65%，平均日总能量释放量下降了27.73%。这种变化模式表明，通过水力压裂在顶板岩层中预先形成的裂缝网络有效地释放了厚硬顶板中长期积累的弹性能量，降低了采矿过程中突然能量释放的风险。图13为微震能量和频率的变化情况。应力监测数据进一步验证了压裂的压力释放效果。通过对巷道深部和浅部应力状态的持续监测发现，压裂后巷道围岩的应力呈下降趋势：如图14所示，深部监测点的33天平均应力值从5 MPa降至4.68 MPa，减少了6.8%；浅部监测点的平均应力值从4.2 MPa降至4.07 MPa，减少了3%。深部的应力降低幅度明显大于浅部，这与压裂主要影响顶板深层岩体的力学原理一致。图14为巷道围岩应力的变化情况。微震和应力监测的综合结果表明，定向长孔分阶段水力压裂技术有效改变了1012006工作面顶板岩体的应力状态和能量积累模式，实现了预期的压力释放和防塌效果。这种基于多参数监测的综合评估方法为硬顶板水力压裂的压力释放效果提供了可靠的技术依据。

6. 结论
(1) 为了解决袁子沟煤矿1012006工作面面临的顶板硬挂和岩爆风险，地质钻探精确识别出了位于巷道顶板上方约23米处的低位关键层（Key Stratum 2）作为水力压裂的目标层。作为控制近场顶板结构和侧向顶板悬挂的关键岩层，成功削弱该层是切断“F形”空间结构并实现先进压力释放的关键。
(2) 真三轴水力压裂声发射实验揭示了岩体压裂与压裂过程中声发射活动之间的内在关系：注入压力的突然下降和声发射计数同时跃升是宏观裂缝形成的直接指标；而高能量声发射事件则表明了高强岩层的破裂。利用这一特征可以动态调整注水压力，确保裂缝扩展的同时避免因压力过大引发的大规模动态灾害，或者确定泵停泵/降压的时机，防止能量浪费或工程风险。这一实验结论为现场施工参数的实时优化提供了直观的监测依据。
(3) 基于“双孔协同”差异化布局原则，设计了由6个钻井区域和12个定向长孔组成的三维压裂网络，总压裂长度为5727米，计划压裂阶段为120个。配套的专业设备，包括BZW250/50注水泵和MKY70可回收封隔器，满足了深孔和高原应力条件下长距离、多阶段压裂的工艺要求。
(4) 微震和应力监测数据显示，压裂后顶板岩体的能量积累和应力集中状态得到显著改善：微震事件的平均日频率和总能量分别减少了50.65%和27.73%；巷道深部的应力值减少了6.8%。这证实了预先建立裂缝网络可以有效释放顶板的弹性能量，改变采矿引起的应力分布，实现降低强层压力显现风险的技术目标。