唐满元

(山西潞安集团 潞宁煤业有限责任公司，山西 忻州 036700)

坚硬顶板悬顶是煤矿开采矿压控制的难题之一，如何减少坚硬顶板在采空区的悬顶长度，降低顶板压力，是煤矿安全生产需要解决的关键问题之一[1-4]。由于悬臂梁的存在，在煤柱附近易形成高应力环境，不利于巷道围岩的稳定。此外，当大范围悬顶发生突然垮落时还容易对巷旁支护或者煤柱产生冲击作用，其来压增大、整体垮落造成采空区瓦斯大量压出，易于诱发安全事故[5-8]。切顶卸压技术即人为干预，提前切断工作面上覆顶板，使其在工作面采过之后由覆岩载荷的作用下破断的技术。切顶卸压技术可以大大降低工作面顶板的悬顶长度，降低回采巷道侧向和工作面后方顶板悬顶长度，从而缓解煤柱压力。本文运用相似模拟和现场实验，研究切顶条件下采空区顶板跨落特征和巷道应力及变形特征，为切顶卸压技术的现场应用提供支撑。

1 相似模拟试验设计

相似材料模拟实验是以相似理论为基础并按照一定的几何比例模拟岩体及矿体内变形应力特征的实验技术。相似实验具有直观性强、灵活性好、效率高、重复性好等优点，是科学研究中揭示事物内在规律的一种重要手段。

1.1 实验目的

1) 分析开采过程中坚硬顶板岩层破断、运移规律及岩体的堆积特征；

2) 结合顶板垮落特征，研究轨道下山围岩的变形破坏特征；

3) 揭示坚硬顶板切顶前后开采扰动对保安煤柱的应力影响规律。……