刘四平

（山西灵石华苑煤业有限公司，山西 晋中 031300）

由于上覆岩层旋转下沉产生的动载荷，以往巷道的充填体会因此受到影响而发生破坏，而采用切顶卸压技术就可以减弱由于顶部岩层旋转下沉所导致的动压影响[1]。该技术利用人工爆破进行放顶，使前方巷道的顶板预裂，在工作面推进后，顶板可以沿着爆破裂缝直接垮断，充填采空区，使顶板块体更早地与采空区矸石接触，以此来减少上覆岩层动载荷的影响[2-3]。

1 概况

山西灵石华苑煤业有限公司开采标高+1 106.00～ +747.4 m，目前开采9#、10#煤层，2#、3#煤层封闭，7#煤层尚未开采。井田内沟谷发育，地形复杂，地势总体西高东低。10202工作面为孤岛工作面，属于10#煤层，位于井田南部二采区，工作面埋深约400 m，走向长度2000 m，工作面宽度195 m，平均采高4.23 m。10#煤层煤厚2.80～5.93 m，平均4.23 m，煤层结构较简单，为全区可采的稳定煤层。在开拓范围内，煤层倾角3°～5°。

10#煤层上覆岩层依次为5.32 m的砂质泥岩、1.12 m的9#煤和6.8 m的石灰岩，底板为3.23 m的砂质泥岩、0.63 m的煤。

2 切顶卸压技术数值模拟

2.1 模型建立

利用FLAC3D软件对切顶卸压护巷可行性进行模拟分析，根据工作面的实际生产条件，建立模型大小为140 m×2 m×100 m（长×宽×高），上部施加均布荷载7.5 MPa，模型其他面进行位移约束。建立模型如图1，顶底板各层的物理力学参数见表1。

图1 模型图

表1 顶底板各层物理力学参数

2.2 切顶卸压护巷技术的数值模拟

首先探究一下不同煤柱宽度下巷道围岩变形特性，设置两种工况：20 m和40 m的煤柱宽度。图2为20 m煤柱宽度未切顶条件下围岩移近图。由图可知两帮最大变形量分别为149 mm、163 mm，顶底板最大变形量为175 mm和34 mm。……