无煤柱自成巷预裂切顶机理及其对矿压显现的影响
2019-12-16高玉兵王亚军何满潮
煤炭学报 2019年11期
关键词:变形
高玉兵,杨 军,王 琦,王亚军,何满潮
(1.中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083; 2.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083; 3.山东大学 岩土与结构工程研究中心,山东 济南 250061; 4.同济大学 土木工程学院,上海 200092)
切顶卸压无煤柱自成巷技术是一项先进的无煤柱采煤技术,该技术充分利用顶板岩体的碎胀特性,进一步取消了沿空留巷中的充填体[1-3],通过预裂切顶的方式实现自动成巷[4-5],预裂切顶的同时,减弱了采空区顶板与巷道顶板间的结构传递,巷道应力环境得到一定改善。目前,切顶卸压无煤柱自成巷技术已于薄煤层[6-7]、中厚煤层[8]、厚煤层[9-10]、坚硬顶板[11]、复合夹煤顶板[12]、高瓦斯[13]、大埋深[14]等不同地质和采矿条件下进行了试验和推广,取得了良好的经济和社会效益。
无煤柱自成巷技术的核心是顶板预裂切缝,预裂效果的好坏直接关系到巷旁矸石的垮落状态及卸压效果,因此对顶板预裂技术的研究至关重要[15-16]。与无煤柱自成巷顶板预裂技术相似的是深孔爆破及水压致裂技术,这2项技术同样可起到卸压和控制地质灾害的目的。WANG等[17]对深孔预裂爆破的机理开展了研究,将该技术应用至神东矿区浅埋煤层工作面顶板垮落控制,以避免或减少大范围顶板来压。高魁等[18]针对深井坚硬顶板沿空留巷充填体应力高、易压坏的特点,提出在充填体旁进行深孔爆破强制放顶的技术。张胜利等[19]提出在综放工作面初采时采用深孔断裂爆破技术进行强制放顶,以解决初采期上隅角瓦斯超限及压力大的问题。……
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