深孔聚能预裂爆破切顶卸压机理与应用_中国煤炭行业知识服务平台

深孔聚能预裂爆破切顶卸压机理与应用

作者

段宝福陈佳华柴明星魏玉冠荆哲杨云倩
单位

山东科技大学土木工程与建筑学院山东省土木工程防灾减灾重点实验室
摘要

为解决悬顶导致的煤柱及邻近巷道高应力和大变形问题，结合工作面顶板地质条件，提出深孔聚能预裂爆破切顶卸压专项方案，采用数值模拟及现场试验对卸压效果开展综合研究。研究结果表明，煤层顶板在切顶后垂直应力减幅为21.62%,预裂切顶措施可显著降低煤柱及邻近巷道围岩应力水平。试验发现，炮孔内轴向贯穿裂缝明显，可实现采空区顶板及时垮落。顶底板在切顶后累计位移量减幅达59.27%,巷道两帮及顶底板移近变形得到有效控制，煤柱垂直应力增量显著降低。实践证明，采用深孔聚能预裂爆破切顶卸压效果显著，可大幅提高作业效率，为类似矿压防治工程提供借鉴。
关键词

深孔聚能爆破切顶卸压预裂切缝现场试验矿压防治
基金项目(Foundation)

山东省自然科学基金项目(ZR2020ME096)；爆破工程湖北省重点实验室开放基金项目(BL2021-24)；
文章目录

1 深孔聚能预裂爆破切顶卸压机理
1.1 巷道变形原理
1.2 切顶卸压机理
2 聚能爆破切顶卸压方案
2.1 切顶高度
2.2 钻孔深度
2.3 炮孔间距
2.4 装药方案
3 切顶卸压数值模拟
3.1 模型尺寸及网格划分
3.2 边界条件及材料参数
3.3 模拟结果分析
3.3.1 煤层底板垂直应力对比
3.3.2 侧向支承压力对比
4 现场试验及卸压效果分析
4.1 钻孔窥视结果分析
4.2 巷道表面位移分析
4.3 垂直应力增量分析
5 结论