爆破掘进动载作用下巷道顶板稳定机理研究
刘啸
中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122;煤矿灾害防控全国重点实验室,辽宁 抚顺 113122
摘要：针对爆破掘进过程中巷道直接顶因下沉与振动引发的顶板稳定性问题,以王坡煤业3203 工作面高抽巷为工程背景,基于爆破动载衰减计算公式分析爆破动载作用下顶板受力特征及与爆破参数之间的相互关系,建立基于岩石抗拉强度的稳定判据,并量化爆破参数(装药长度、炮孔直径、炮孔长度)与顶板拉应力的关系,结合 3203 工作面高抽巷工程背景条件,提出了最优爆破参数组合.结果表明:爆破发生后作用在巷道顶板峰值压应力随炮孔长度和装药直径增大呈指数减小、随装药长度减小呈指数增大的规律,且与爆破参数均具有显著的敏感性;以抗拉强度为顶板稳定判据,得到了拉应力表达式,揭示了顶板在爆破动载作用下沿断面方向的拉应力与压应力相互转变现象,且最大拉应力分布在巷道直接顶中间位置,拉压拐点分布在直接顶靠近巷道两帮的位置;分析了顶板拉应力分布与爆破参数(炮孔长度、装药直径、装药长度)之间的量化关系,获得了保持 3203 工作面高抽巷直接顶稳定最优爆破参数为装药长度 1.8 m、炮孔直径ϕ42 mm及炮孔长度 2.4 m,结合具体工程实例得到了拉压拐点在 0.6～0.8 m和 2.6～2.8 m范围.工程实践验证了巷道直接顶在爆破掘进过程中没有发生拉破坏,成巷效果较好.
关键词：爆破掘进爆破动载拉压分区巷道顶板稳定判据爆破参数
分类号：TD322+.4(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52374075)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 178-188 )
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