杨东方

（平顶山天安煤业股份有限公司二矿，河南 平顶山 467000）

平煤股份二矿开采的庚20 煤层直接顶板为石灰岩，岩石厚度4.2～6.6 m，较为坚硬。在回采期间上隅角顶板不易垮落，容易形成大面积悬顶区域，一旦大面积悬顶突然垮落，顶板折断产生的强烈动荷载作用会在采空区瓦斯溢出、顶板管理方面造成极大威胁。因此，迫切需要对坚硬顶板切顶卸压进行深入系统的研究。

目前国内外煤矿主要采用顶板注水及爆破等方法弱化坚硬顶板[1-3]。爆破弱化坚硬顶板是以人为爆破的方法破坏煤层顶板的完整性，使坚硬难冒落的顶板变为可自行冒落顶板，同时控制冒落的岩石碎块基本充满采空区，形成矸石垫层，从而减弱顶板垮落时的冲击强度，降低因顶板大面积垮落时形成的冲击，达到随采随落的目的。

1 深孔爆破切顶卸压机理

岩体的爆破预裂过程是涉及多学科的动力损伤演化过程。当炸药的最小抵抗线超过其临界抵抗线时，可近似认为爆破过程是在无限分布的煤岩体中进行的，因此难以观察到煤岩体自由面上有爆破预裂的痕迹。爆破孔周围会形成原爆破孔区、爆破孔扩大空腔、爆破粉碎区、爆破裂隙区及远场震动区，如图1。

炸药在煤岩体中爆破后，在爆破作用下爆破孔周围岩体会产生扩孔现象，爆破孔体积增大形成扩大空腔，如图1 中的区域2。爆破产生的动载作用在传递过程中逐渐减弱，扩大空腔附近的岩体出现粉碎现象，形成爆破粉碎区，如图1 中的区域3。……