马丽洁，殷帅峰，左安家，郑鑫健，李 昊

(华北科技学院 安全工程学院，北京 东燕郊 065201)

0 引言

工作面端头是指工作面与轨道巷、运输巷相连接的地方，综采端头大面积悬顶是指悬顶面积超过2m×5m或几倍以上[1]。悬顶形成的原因有两种：一是因为工作面顶板为石灰岩、砂岩等坚硬岩石，这种岩石厚度大、节理裂隙不发育，煤层开采后，难以垮落，形成悬顶[1-2]；二是因为如今的锚杆锚索支护方式加强了顶板的强度，导致顶板难以及时落下，给井下安全生产带来威胁[3]。当综采端头悬顶达到一定距离时，很容易导致大面积来压，上下隅角瓦斯积聚，若此时顶板垮落，积聚的瓦斯和有害空气将瞬间涌出，形成飓风和冲击压，严重威胁井下工作人员和设备的安全[4]。因此，坚硬顶板致裂问题已经成为不可忽视的问题。

如今用于坚硬顶板致裂的技术主要有三种：水力压裂、预裂爆破、CO2致裂。但是这三种技术都有一定的弊端。水力压裂是在工作面回采前，利用高压水，在钻孔内分段封隔分段压裂，破坏顶板的完整性[5]。它被广泛用来致裂顶板，但是效率不高，耗水量大，且效果难以人为控制，排水困难[6-7]；预裂爆破利用炸药通过深孔预爆破弱化顶板，是效果最好的一种，但是成本高，具有极大的危险隐患[8-9]；CO2致裂技术用高压泵预先在专用储液管注入液态二氧化碳，使用过程中接通电流，瞬间产生高温使得储液管内的二氧化碳迅速从液态转化为气态，从而产生体积膨胀产生膨胀压力使顶板破裂，但这种方法只适用于完整性很强的顶板，不具有普遍性[10]。……