高玉生 韩传磊 刘尊刚

（汶上义桥煤矿有限责任公司，山东 济宁 272000）

1 3305 工作面概况

义桥煤矿生产条件复杂，主要表现在采深大，断层多，顶板厚硬岩层多。3305 工作面是该矿井三采区第二个综放工作面，其北侧为3303 采空区，设计形状为一刀把形，是一个较典型的不规则工作面，工作面北侧沿3303采空区，留设区段煤柱为5 m，也是一侧沿采空区回采的工作面，其南侧为SF21正断层（落差0～60 m，倾角60°），东侧为三采区胶带下山，西侧为YF7 断层（落差＞500 m，倾角＜60°）。工作面整体埋深为430～720 m，工作面开采范围呈“刀把”形，轨道顺槽长1432 m，胶带顺槽长1240 m，胶带顺槽外段长734 m，切眼长155 m，回采后期工作面加宽至240 m（地面为农田，无其他较大构筑物），具体布置如图1。

3305 工作面开采山西组3 煤层，煤层厚度为3.5～5.2 m，平均厚度4.1 m，平均倾角13°，普氏硬度1.48，地层构造基本为单一斜构造，受断层影响，煤层倾角局部变化较大。煤层顶底板岩层情况见表1。

经煤岩层冲击倾向性鉴定试验[1-5]，3 煤层动态破坏时间平均值为161 ms，冲击能量指数平均值为1.38，弹性能量指数平均值为2.28，单轴抗压强度平均值为14.47 MPa，综合判定3 煤层具有弱冲击倾向性。3 煤顶板岩层弯曲能量指数为272.23 kJ，判定顶板岩层具有强冲击倾向性。

图1 3305 工作面井下位置关系图

表1 煤层顶底板岩层情况表

由图1 可知，3305 工作面轨道顺槽沿空掘进，区段煤柱宽度为5 m。轨道顺槽断面为矩形，净宽4400 mm，净高3300 mm，采用锚网索梁+W 钢带梁支护。锚杆规格为Ф20×2400 mm，间排距为800 mm×800 mm；金属网采用1000 mm×2000 mm的轧花平网；锚索规格为Ф18 mm×5000 mm，间排距1600 mm×1600 mm，每排3 根；W 钢带规格为4200 mm×280 mm。

2 大直径钻孔卸压对围岩稳定性的影响

2.1 大直径钻孔卸压机理

假设圆形钻孔直径为r0，假设钻孔处于静水应力状态，建立大直径钻孔力学模型，大直径钻孔受均布压应力作用，根据弹性力学理论，可简化为平面应变问题。……