静态致裂作用下采煤工作面端头悬顶破断演化机理研究
袁瑞甫1
李辉2
董卓3
张群磊3
1.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454003;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454003;河南理工大学 郑州高等研究院,河南 郑州 4514642.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454003;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 4540033.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454003
摘要：目的 为了揭示采场端头悬顶破断演化机理并实现合理矿压控制,开展悬顶破断静态致裂破坏规律与最佳钻孔间距研究.方法 利用连续-非连续单元方法(CDEM)建立采场端头悬顶破断数值模型,分析悬顶破断静态致裂破坏规律;基于某矿5-2 煤层实际地质条件建立工作面端头区域地层数值模型,探究开挖过程中静态致裂前后悬顶变形、破断过程,揭示静态破碎剂作用下悬顶破断演化机理.结果 结果表明:静态破碎剂膨胀压力与悬顶抗拉强度呈正比,当抗拉强度低于8 MPa且膨胀压力≥30 MPa时致裂效果最佳;悬顶致裂钻孔最佳间距为1.25 m;静态致裂前工作面端头悬顶周期垮落步距为37.5～22.5 m,平均步距27.5 m,而静态致裂后周期垮落步距减少至12～17 m;开采工作面支架压力和顶板位移现场测试结果进一步表明静态致裂技术的可行性.结论 静态致裂技术通过控制悬顶垮落步距与破裂顺序,可有效避免矿压突变带来的安全隐患,研究结果可为静态致裂技术致裂坚硬顶板工程提供理论指导.
关键词：端头悬顶静态致裂切顶卸压数值模拟破断机理
分类号：TD322(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52174109)河南省高校科技创新团队支持计划项目(22IRTSTHN005)河南省科技攻关项目(232102321128)
论文发表日期：2026-03-31
在线出版日期：2026-03-04（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 54-63 )
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