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采矿与岩层控制工程学报2026年第01期:基于薄板理论的复合坚硬顶板深–浅孔协同爆破预裂技术研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张广辉;蒋军军;

单位:煤炭科学技术研究院有限公司;煤矿灾害防控全国重点实验室;北京市煤矿安全工程技术研究中心;

摘要:晋东南矿区复合坚硬顶板呈现低位大跨度悬顶和高位大范围离层的覆岩垮落特征,容易诱发巷道蠕变变形或冲击动力灾害,以改善采场边界形态促进顶板回转下沉为切入点,提出了深–浅孔协同爆破促使高–低位顶板互馈垮断的护巷消冲技术。研究结果表明:采空区边界由固支端转变为简支端,解放了顶板的边界束缚;借助深–浅孔协同导向机制、聚能管控制聚能流的作用和高–低位顶板互馈机制,爆破裂隙在巷道轴向方向发育长度被大幅度延长,为固支端转变为简支端创造基本条件。通过理论计算和现场工程案例确定了开切眼和回采巷道顶板预裂爆破施工参数。工程实践结果表明:开切眼爆破孔促使工作面开采初期顶板由四端固支向三固一简转变,开切眼顶板预裂爆破工作面初次来压步距降低28%; 13132巷道内深–浅孔协同爆破在煤层上方18~40 m形成了裂隙密集区,改善运输巷顶板边界条件,弱化了顶板蓄能属性, 13132巷区域内88%微震事件能量降低至12 500~27 500 J, 1312工作面周期来压步距和动载系数降至9.5 m和1.27,来压步距和来压强度均有所降低。表明深–浅孔协同爆破预裂可有效改善复合坚硬顶板在采场边界的形态,在开采工作面起到了护巷消冲的作用。

关键词:复合坚硬顶板;;深–浅孔协同爆破;;顶板边界;;护巷消冲;;顶板预裂

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52474230,52404086);; 天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项重点资助项目(2024–TD–ZD010–01)