庞立宁，付书俊，苏 波

（1.天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013；2.中煤科工开采研究院有限公司，北京 100013；3.华阳新材料科技集团有限公司 智能矿山事业部，山西 阳泉 045000）

煤层大直径钻孔和顶板预裂孔卸压技术是冲击地压矿井最常用的防冲手段之一[1-3]。国内外学者对卸压钻孔防冲机理进行过不少研究，如贾传洋[4]认为卸压钻孔防冲机制在于钻孔周边煤岩体裂纹扩展贯通导致应力释放；李金奎[5]等通过数值模拟发现大直径卸压钻孔使得煤体应力峰值向深部转移从而达到卸压效果；兰永伟[6]通过数值模拟得出钻孔卸压作用根本原因是其周围煤体的弱化；吴鑫等[7]通过3DEC数值模拟手段得出钻孔卸压使得巷帮应力峰值向围岩深部转移，且在钻孔末端形成应力集中；闫永敢[8]研究发现，钻孔周围非弹性区范围大小与卸压效果成正比。但大多都从应力转移等卸压机制方面研究，从改变巷道围岩结构、增大动载荷应力波传递耗散角度研究卸压钻孔防冲机理的文献较少，为此，结合葫芦素煤矿现场实际，进行煤层大直径钻孔和顶板预裂钻孔防冲机理研究，制定煤层大直径钻孔和顶板压裂孔卸压技术方案，在21103工作面回风巷进行了工业性试验，取得了好的效果。

1 煤层大直径钻孔防冲机理

1.1 巷道围岩力学模型

巷道开挖前，煤层上覆岩层重力均匀分布在煤体上，即准巷道围岩均处在原岩应力状态。

煤层巷道开挖后，巷道围岩应力重新分布，根据切应力大小，可分为减压区、增压区、稳压区[9]，另外，以支承压力峰值为界，可分为极限平衡区和弹性区。……