赵志营(沛县大屯矿区中大注浆工程有限公司，江苏 徐州 221000)

1 现场概况

孔庄煤矿是大屯煤电集团下属生产矿井，主采3# 煤层，目前施工的4315 综放工作面位于四盘区大巷以南，4313 工作面以西，4319 和4321 工作面以东，矿界以北。煤层平均厚度约6.0 m，工作面可开采长度达312 m，工作面采用“两进一回”型布置方式，顺槽巷道均采用锚杆锚索及菱形金属网、W 钢带联合支护。据现场观测，目前工作面端头悬顶面积达到25 m2，综放工作面端头悬顶面积达到20 m2。为有效解决端头悬顶问题，针对性改善相邻巷道维护现状，开展工作面顶板深孔爆破卸压技术研究显得十分必要。

2 技术方案

2.1 技术原理

深孔爆破预裂卸压原理如图1 所示。图中，深孔爆破预裂卸压技术是利用顶板围岩“抗压怕拉”的性质，在顺槽巷道煤柱侧施工爆破孔，利用聚能管定向精准爆破方式，使顶板围岩沿设计方向纵向爆破，形成定向张拉裂缝[1]，使顶板围岩沿设计方向整体垮落，达到卸压的目的。

图1 爆破预裂卸压原理示意图

2.2 现场试验

首个深孔爆破预裂施工区域选择4315 综采工作面43153 巷，自停采线向前方1 200 m 范围。瓦斯高位钻场设计在43152 巷2#、8#、13# 横川口，仰角穿过43153 巷进入4315 工作面，终孔落在工作面顶板上方40 m 左右位置，终孔位置距43153 巷水平距离16 m。考虑到瓦斯高位钻孔对爆破的影响，在瓦斯钻孔前后各5 m 范围不进行爆破施工。

2.2.1 孔倾角

为保证爆破切顶效果，需要综合考虑顶板围岩特性、基本顶悬顶长度和爆破孔深度等。在围岩特性确定的情况下，基本顶悬顶长度要求越小越好，此时钻孔倾角应沿法线位置箱采空区偏移[2]，这样既可以保护煤柱效果，也能最大限度减小悬顶面积。……