郭小刚

(潞安环能股份有限公司 常村煤矿，山西 长治 046031)

针对顶板岩层强度高、难垮落等问题，爆破切顶卸压技术通过对巷道顶板的定向爆破，切断部分岩层间矿山压力的传递，达到缓解应力集中和减小巷道围岩变形的目的。而不同切顶高度影响的巷道卸压范围必然有差异，当切顶高度较小时，顶板中坚硬岩层的相互作用力并未受到太多影响，而且垮落岩体不能对采空区提供有效支撑；当切顶高度过大时，虽然有效阻隔了矿山压力的传递，但顶板损伤范围和侧向悬顶载荷的增加，反而不利于切缝顶端岩层结构的铰接，导致采空侧巷道围岩应力相应增大。因此正确选取切顶高度是保证采空侧巷道围岩稳定和降低巷道支护成本的关键。

1 工作面概况

常村煤矿主采的3号煤层为全井田可采，地面标高+861.6～+989.4 m，工作面底板标高+503.5～+560.9 m。本工作面为S6-1工作面，试验巷道为S6-1胶顺，该巷道与S6-2工作面(已采)之间的护巷煤柱宽度为50 m，其工作面具体布置如图1所示。3号煤层厚度为5.6～6.5 m，平均厚度为6.05 m，煤层中夹矸炭质泥岩，采用放顶煤开采法，采放比为1∶1，煤层顶底板岩层分布情况如表1所示。

图1 工作面位置示意

表1 模型中采用的煤岩层物理力学参数

2 数值模型建立与方案设计

根据给出的工程地质条件，建立相应的巷道及切顶预裂模型，如图2所示。该模型走向×高度=580 m×55 m，主要包括本区段S6-1工作面、上区段S6-2工作面及S6-1胶顺巷道，其中S6-1胶顺巷道宽×高=5 m×3.4 m，两区段间的护巷煤柱宽50 m，煤层两侧各设30 m的边界保护煤柱。……