崔广甲,秦 阳,臧 涛,赵 凯

(山东方大工程有限责任公司，山东 淄博 255150)

煤炭是重要的工业原料,然而在煤炭生产过程中往往存在着诸多的安全隐患,其中顶板事故是造成伤亡较多的隐患之一。当煤层上方有坚硬顶板时,更易发生顶板事故[1-2]。这主要是由于坚硬顶板的整体性好,不易断裂,且上方的岩石比较坚硬,往往形成一个整体,当工作面不断向前推进时,坚硬顶板不会及时陷落,从而形成安全隐患[3-4]。因此,需要对坚硬顶板加以防控。

坚硬顶板预裂爆破是对坚硬顶板加以防控的有效措施之一。坚硬顶板爆破的目的是利用爆炸产生的能量破坏顶板的完整性,使顶板能够及时坍塌,降低因大面积冒落造成的潜在风险[5]。普通爆破与坚硬顶板预裂爆破的目的和环境有所差别,因此,在对坚硬顶板进行爆破时,应解决以下问题:应进一步探索预裂机理,理论分析是否正确将会对设计参数和仿真结果产生直接影响;炮孔间距、炮孔直径和不耦合系数等爆破参数需要经过科学的理论分析才能确定。

1 预裂爆破成缝机理

预裂爆破的实质是在预裂孔连接线方向形成一条具有一定宽度,且对周围岩石损伤不大的贯通缝隙,贯通缝隙一般是由爆裂气体和爆裂应力波两种因素共同作用产生的。在爆裂应力波的作用下炮孔壁会形成环向裂纹和径向裂纹,但因为径向裂纹扩张所需要的能量比环向裂纹少,所以在爆裂气体压力作用下,径向缝隙将会首先扩展[6]。……