沈玉旭，康天合，杨永康

（1.山西能源学院，山西 晋中030600；2.太原理工大学，山西 太原030024）

坚硬顶板具有抗压强度高、厚度大、节理裂隙不发育、整体性好等特点。坚硬顶板对初采期间的采场安全影响非常大，如果顶板不能及时垮落，可能造成工作面支架的冲击载荷，严重时还可能诱发冲击矿压，采空区积聚的有毒有害气体也会因顶板的突然大面积垮落而引发安全事故，这些都给工作面生产安全造成很大的隐患[1]。坚硬顶板一般透水性差，注水后效果不好，而且注水范围有限；索永录教授利用超动态实验对坚硬顶板的爆破破坏机理进行了研究[2]；靳钟铭教授针对大同“两硬”坚硬顶板提出了步距式爆破方法[3]；其他学者在处理坚硬顶板方面也做了一些研究[4-9]。通过深孔预裂爆破切顶的方法[10-18]处理某矿3407 工作面坚硬顶板，对顶板岩性进行分析，利用ANSYS/LS-DYNA 软件模拟爆破周围岩石的破坏情况，制定爆破方案，并对爆破后的炮孔进行窥视，检验爆破效果，观测初采期工作面液压支架载荷的变化情况。

1 工程条件分析

1.1 工作面概况

3407 工作面长174.5 m，开采3 号煤，平均厚5.8 m，黑色，节理裂隙发育，性软，极破碎；抗压强度5.94 MPa，抗拉强度0.94 MPa。伪顶为炭质泥岩，厚0.4 m，黑色，破碎；抗压强度16.73 MPa，抗拉强度2.73 MPa。直接顶为泥岩，厚2.5 m，灰黑色，泥质细粒结构；抗压强度20.88 MPa，抗拉强度3.19 MPa。基本顶为细砂岩，厚8 m，灰黑色，坚硬，中粒结构；抗压强度65.26 MPa，抗拉强度5.98 MPa。直接底为粉砂岩，厚3 m，灰黑色，完整性较好；抗压强度35.02 MPa，抗拉强度4.67 MPa。基本底为砂质泥岩，厚5 m，灰黑色，性软；……