庞栋巍

（阳泉煤业（集团）有限责任公司发展计划部，山西 阳泉 045000）

1 应用背景

阳煤一矿位于山西省阳泉市矿区，矿井生产能力7.50 Mt/a，矿井开拓方式主斜副立等综合开拓。近年来随着现代化矿井建设推进和新工艺、新技术的推广应用，开采机械化程度不断提高，工作面进风巷均已配备端头支架，工作面端头支护强度和支护效率大大改善，开采效率显著提升。但在端头架拉架时经常造成巷道内支护锚索端头破损，导致进风落山顶部无法退锚，随着工作面不断推进，尤其是大采高工作面落山长期出现长距离大面积悬顶，给工作面安全生产带来重大隐患。为避免长距离、大面积顶板突然垮落，所形成的巨大冲击载荷，使落山的瓦斯大量涌出造成瓦斯事故，为此一矿决定在81401工作面回风落山切顶密柱往里进行CO2预裂爆破强制放顶工业试验，消除顶板长距离、大面积悬顶带来的生产隐患。

2 工作面地质概况

15#煤81401综放工作面位于一矿+669水平北条带十四采区，地面标高+1100.0 m～+1251.4 m工作面标高+678.4 m～+750.9 m，埋藏深度为354.1～539.4 m。工作面采长195 m，走向长1400 m，煤层总厚度最大7.12 m，最小5.86 m，平均煤厚6.50 m，可采储量为2.16 Mt。工作面进风巷为矩形断面，净宽5 m，净高3 m，采用全锚索支护，沿15#煤底板托顶煤掘进，顶煤厚度3.5 m。工作面直接顶为黑色泥岩，致密坚硬，含方解石细脉，厚1.27 m。老顶为灰色石灰岩，块状坚硬，性较脆，含大量动物化石，中间夹两层黑色泥岩，厚13.43 m。直接底为黑色泥岩，灰黑色，赋存不稳定，厚0.33 m。老底为灰黑色砂质泥岩，性脆，含大量主物茎叶化石，断口平坦状，上部含砂量较大，局部相变为细砂岩或泥岩，厚13.76 m。……