DOI: 10.11799/ce202508008
厚松散层薄基岩矿区静态致裂切缝机理与工艺优化研究
郭俊1
范钢伟2
王明涛1
张文辉2
张东升2
任闯难2
张世忠2
范张磊2
1.焦作煤业集团赵固(新乡)能源有限责任公司,河南 新乡 4536362.中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 221116
摘要：厚松散层薄基岩巷道顶板切顶围岩稳定性控制至关重要,静态致裂切缝技术有助于降低切顶对基岩稳定性的影响.以赵固一矿16061 工作面切顶沿空留巷为工程背景,综合采用数值模拟、室内试验和工程实践等研究方法,揭示了厚松散层薄基岩矿区巷道顶板静态致裂切缝机理,并优化了相关工艺.结果表明:随着膨胀压力的增大,孔壁 75 mm范围内受压应力拉剪破坏出现破碎,孔壁75～110 mm范围压应力转化为拉应力,该范围内岩石产生拉伸裂纹,最终破碎区和裂纹贯通形成裂隙弱面.随着孔间距增大,孔间拉应力呈二次曲线型分布,同时塑性区连通度下降,确定最佳致裂孔间距为300 mm.在此基础上,提出了井下切顶使用静态致裂剂液态静压注浆装填方式和封孔器快速封孔方法,确定了考虑浆液流动性和膨胀性的最佳水剂比为 0.5,构建了静态致裂切顶采切并行作业工艺流程.现场工业性试验表明,单孔作业所需时间不超过 5 min,钻孔内壁出现明显裂缝,致裂切缝长度能达到有效钻孔装药深度的90%,切缝效果能够满足目前回采巷道切顶需求.研究成果可为厚松散层薄基岩矿区致裂切缝工程提供理论依据和实践参考.
关键词：厚松散层薄基岩静态破碎剂深孔静态致裂
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51974291)中央高校基本科研业务费专项资金项目(2021ZDPY0266)
论文发表日期：2025-08-20
在线出版日期：2025-09-10（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 49-56 )
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