刘晓强 何 毅 刘 涛 王大威

(山西江阳工程爆破有限公司)

随着科学技术的发展，爆破技术的发展越来越精细化、科学化，爆破技术在煤矿中的应用得到广泛的发展，尤其在控制顶板来压方面，爆破技术的应用越来越广，通过爆破技术可有效控制初次来压步距和初次来压强度[1]，可有效防治顶板来压时的飓风灾害，大大减小人员伤亡和设备损坏风险。

1 工程概况

某矿3#煤顶板由中砂岩或中砂岩细砂岩所组成，总体较硬，且会产生强烈的顶板来压，厚17.32～26.28 m，中砂岩平均厚19.25 m，中砂岩、细砂岩所组成的岩层平均厚25.41 m。煤层埋深为145.72～164.28 m，平均为152 m，覆岩容重取25 kN/m3。现准备开采3#煤层盘区首采工作面，采高为3.5 m，工作面长240 m。岩石力学参数见表1。

表1 岩石力学参数

根据关键层理论可知，当老顶赋存条件不同时，初次来压步距的预测结果也不同。

当基本顶为19.25 m中砂岩时，由于砂岩顶板较厚，在计算初次来压步距时，应考虑为嵌固厚梁模型，上部有效载荷岩层厚18.2 m，均布载荷为0.455 MPa。

此时，初次来压步距可按式(1)计算[2]:

L0=h·(2σt/q)1/2,

(1)

式中,L0为初次来压步距，m；h为基本顶厚度，m；σt为抗拉强度，MPa；q为均布载荷，MPa。

计算得出L0=130 m。

当基本顶为25.41 m的中砂岩、细砂岩，根据关键层理论预测该工作面的初次来压步距受煤层上部岩层的影响，总厚度为28.37 m，均布载荷数值为0.709 MPa。

若把煤层上部12.18 m厚中砂岩作为工作面老顶(基本顶)，则初次来压步距约67.84 m；若把煤层上部中砂岩和细砂岩共同作为基本顶，厚25.41 m，等效抗拉强度为9.39 MPa，则初次来压步距约130.73 m。

综合以上预测分析结果，该工作面初次来压步距在67.84～130.73 m。……