题目：交叉扇形断顶爆破防治临空回采巷道冲击地压技术
作者：潘俊锋1，2，刘少虹3，马文涛1，2，高家明1，2， 马宏源1，2
作者单位：1. 中煤科工开采研究院有限公司；2. 煤矿灾害防控全国重点实验室；3. 国家能源集团国源电力（神东电力）公司
链接网址：
http://www.gkzdh.cn/article/doi/10.13272/j.issn.1671-251x.18230
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研究背景
随着我国煤炭开采深度及开采强度不断加大，冲击地压发生与防治变得常态化。近年来，煤矿冲击地压发生区域表现出明显的规律性，即主要发生在回采巷道，特别是临空的回采巷道。目前针对临空回采巷道冲击地压的研究中，未分析本面采空区与侧向采空区上覆厚硬顶板的连通作用，对于事故频发的临空巷道超前支护范围冲击地压防治缺乏有效指导。本文以某严重冲击地压矿井为例，总结分析临空巷道41次冲击地压的发生规律，建立了本面采空区与侧向采空区上覆顶板连通作用工程力学模型，揭示了其诱发冲击地压机理，并提出了交叉扇形断顶爆破防冲技术。
摘要
针对冲击地压临空回采巷道超前支护区域频繁发生冲击地压问题，以某严重冲击地压矿井为例，在深入分析41次冲击地压发生规律基础上，建立了本面采空区与侧向采空区上覆顶板连通作用工程力学模型，揭示了其诱发冲击机理，提出了交叉扇形断顶爆破防冲技术。研究结果表明：临空巷道侧向支承压力、侧向采空区支承压力、工作面超前支承压力和巷道交叉对冲击地压具有显著影响，叠加因素越多，发生冲击地压的概率越大，本面采空区与侧向采空区上覆厚硬顶板连通叠加作用是主控因素；本面采空区与侧向采空区上覆厚硬顶板连通形成直角扇形悬顶结构，大面积悬顶为冲击启动提供静载荷，达到极限垮断时提供动载荷，是冲击地压启动的载荷来源；临空巷道内超前支承压力影响区域是冲击危险性最高的区域，在该区域内实施交叉扇形断顶爆破卸压技术，可有效缩短侧向采空区、本面采空区连通直角扇形悬顶长度，降低动载荷源强度。研究为临空巷道回采期间冲击地压频繁发生提供了防治思路与方法。
主要图表
图1 某煤矿4号煤层工作面布置
图2 采深变化与冲击地压的对应关系
图3 冲击地压位置与向斜轴部的距离统计
表1 采空区悬顶对冲击地压的影响
图4 巷道交叉口对冲击地压的影响统计
图5 临空巷道、采场“双F大L”力源结构
图6 工作面倾向顶板爆破扇形孔布置
图7 工作面走向顶板爆破扇形孔布置
图8 卸压前后冲击危险性指数分布
作者介绍
潘俊锋，研究员，博导，中国煤炭科工集团首席科学家，中煤科工开采研究院采矿分院党支部书记、院长，兼任中国煤炭学会煤矿动力灾害专委会副主任，国家安全生产专家组专家，中国岩石力学与工程学会岩石动力学专委会委员，中国煤炭学会岩石力学与支护专委会委员，《工矿自动化》杂志青年专家委员。入选国家“万人计划”领军人才、国家百千万人才工程，被授予“有突出贡献中青年专家”称号。获“孙越崎青年科技奖”、煤炭工业“杰出青年科技工作者”、中国岩石力学与工程学会“青年科技奖”、全国杰出工程师青年奖等荣誉。主要从事冲击地压理论与技术、矿井岩层控制及安全高效开采等方面的研究与技术推广工作。主持和参与国家重点基础研究发展计划（973计划）项目、国家科技支撑项目、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目等30余项。成果获国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步奖17项。发表学术论文60余篇，出版专著1部，参编著作4部。获授权发明专利20余项。主持或参与制定冲击地压国家、行业标准、规定等12项。
引用格式
潘俊锋，刘少虹，马文涛，等. 交叉扇形断顶爆破防治临空回采巷道冲击地压技术[J]. 工矿自动化，2024，50（12）：11-17.
PAN Junfeng, LIU Shaohong, MA Wentao, et al. Cross fan-shaped roof-cutting blasting technology for preventing rockbursts in gob-side mining roadways[J]. Journal of Mine Automation，2024，50（12）：11-17.
