基于高位巷与工作面进回风巷联合卸压的坚硬顶板防冲技术研究
谭云亮1
任文涛2
李青海1
殷鹏涛1
张修峰3
王子郡1
陈洋3
胡善超1
李占海1
1.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东 青岛 2665902.山东能源集团鲁西矿业有限公司,山东 菏泽 2749003.山东能源集团有限公司,山东 济南 250101
摘要：深埋特厚煤层开采后高位坚硬顶板失稳造成强矿压现象突显,严重威胁矿井安全生产.为探究新型卸压防冲方案,以新巨龙煤矿 8302工作面为研究背景,提出了高位巷与工作面进回风巷联合爆破卸压防冲方案.通过理论分析、物理模拟和数值计算相结合的方法,分析了高位巷爆破与进回风巷爆破协同卸压原理,揭示了高位巷爆破卸压对于坚硬顶板的破断失稳机制,明确了高位巷爆破对于煤层应力场演化特征.针对现场工况条件,设计并实践了高位巷与进回风巷联合爆破卸压及监测方案,取得了显著的卸压效果.结果表明:①高位巷与进回风巷联合卸压,弱化了覆岩结构,使其产生大量裂隙,破坏了其连续性,降低了覆岩承载能力.②高位巷爆破使高位关键岩层初次垮落步距由 144 m减小为 84 m,周期垮落步距由 24～30 m减小为 12～24 m.煤层垂直应力由 18.1～18.3 MPa减小至16.2～18.0 MPa,最大降幅11.47%,改善了工作面应力分布状况.③设计了8302工作面进回风巷与高位巷联合爆破卸压方案.并从进回风巷表面变形、覆岩应力、顶板深部位移等方面制定了监测方案.④现场工程实践表明:104 J及以上的微震能量事件降幅 64.3%,微震事件由改性前的"低频高能"逐渐向改性后的"高频低能"转化.联合爆破卸压后,围岩变形、钻孔应力及锚杆索受力对断层及不规则采空区具有高度的敏感性,而在进入正常阶段后,围岩稳定性得到改善,联合爆破卸压效果显著.为解决大采高坚硬顶板引发的强矿压显现问题提供了理论依据及实践参考.
关键词：坚硬覆岩联合爆破冲击地压卸压释能微震监测
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52374094)山东省泰山学者攀登计划资助项目(Tspd20210313)泰山产业领军人才工程资助(tscx202408130)
论文发表日期：2025-01-24
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：17( 65-81 )
英文信息