中厚煤层软硬复合顶板切顶卸压沿空留巷关键参数优化研究

作者：张卫; 张庆建; 解孝华; 杨秉真; 史永超; 杨玉虎; 时启鹏^*

来源：矿业研究与开发, 2023, 43(02): 12-18.

DOI：10.13827/j.cnki.kyyk.2023.02.032

• 软硬复合顶板
• 沿空留巷
• 切顶卸压
• 切顶高度
• 炮孔封堵

中厚煤层软硬复合顶板地质条件复杂，切顶留巷后极易出现采空区顶板分层垮落、二次垮落以及留巷变形严重等问题。为解决这一难题，以新驿煤矿1706工作面为工程背景，从切顶留巷关键参数选取方面展开系统研究。从煤层厚度和顶板岩层分布入手，分析判断影响切顶留巷效果的因素主要为切顶高度和炮孔封堵长度与封堵方式；基于岩石碎胀自承特性原理，初步设计切顶高度，再建立含裂缝复合顶板岩梁断裂力学模型，理论分析切顶高度与复合顶板断裂间的关系；基于炮孔封堵作用机理和爆破破岩机理，针对软硬复合顶板岩层提出分段封堵炮孔的思想，推导出软岩段和硬岩段封堵长度计算方法。现场试验和监测数据表明：切顶关键参数为切顶高度8.5 m,硬岩段封堵0.5 m,软岩段封堵1.5 m,按这些参数实施切顶后，孔内裂缝连续，裂缝率达到了92%;切顶后锚索受力稳定在172 kN,顶板最终离层量为35 mm,相较于未切顶段分别降低了23%和55%,复合顶板顺利一次垮落，留巷效果良好。

• 单位
  山东科技大学; 山东省土木工程防灾减灾重点实验室