李海斌

（山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司，山西 晋城 048000）

1 工程概况

山西兰花科创集团玉溪煤矿1301 工作面井下位于一盘区南部盘区巷东侧，开采3#煤层。煤层厚度为5.8～6.2 m，平均厚度为6.1 m，平均倾角3°。煤层顶板岩层主要为泥岩、粉砂岩和中粒砂岩，底板岩层为粉砂岩和细粒砂岩，见表1。1301 工作面倾向长度为200 m，走向长度为1267 m。工作面采用综合机械化一次采全高工艺，顶板管理采用全部垮落法。1301 工作面在回采期间，回风2 顺槽、回风3 顺槽底板及两帮变形量较为严重，变形量达到巷道尺寸的30%左右，严重影响巷道的正常使用。为有效解决采动影响下巷道围岩变形量大的问题，拟采用切顶卸压技术对顶板进行精准定向预裂爆破，以切断顶板应力传递路径。工作面切顶卸压试验段位置如图1。

图1 1301 工作面布置及切顶卸压位置示意图

表1 煤层顶底板岩层特征表

2 切顶卸压围岩控制理论

切顶卸压是一项基于“切顶短臂梁理论”发展的技术，切顶卸压的关键在于精准定向预裂切顶，通过采用聚能管的方式，让爆破沿着两个设定方向形成聚能流，通过聚能流产生集中张拉应力，以此实现顶板定向爆破[1-3]。切顶卸压技术主要用于工作面回采前，通过在回采巷道煤柱侧布置切顶孔，通过切顶卸压技术实现在回采巷道煤柱侧产生定向预裂缝，实现切断采空区顶板破断岩梁的应力传递路径。具体顶板定向预裂切缝技术原理如图2。顶板定向预裂切顶技术实施时，通过在聚能管内装入炸药，利用炸药的冲击力，沿着聚能管的设定方向形成爆轰冲击波，使冲击波沿着槽缝向两侧逐渐传递。……