深井高应力巷道定向拉张爆破切顶卸压围岩控制技术研究

摘要

巷道安全关系到煤矿的高产高效,深部矿井的巷道稳定性控制尤为重要。以红庆河煤矿3-1101工作面为工程背景,分析深井高应力巷道围岩变形机制,提出一种深部巷道定向拉张爆破切顶卸压围岩控制技术,并运用数值模拟及现场试验等方法对该技术的作用效果开展综合研究。研究发现,定向拉张爆破切顶卸压技术可保证在不破坏本工作面巷道稳定性的前提下,通过人为主动控制覆岩结构垮断位置,达到优化巷道应力环境的目的。但是,不同切顶效果下,围岩垮落形态、应力分布及变形特征有所差别。数值模拟发现,在一定范围内,增大切顶高度有利于促进采空区顶板岩层垮落,减少悬顶空间,并减小传递至实体煤上的采空区覆岩荷载。增强切顶效果可减小巷道变形,加快巷道围岩稳定。现场试验发现,随着切顶效果增强,煤体内应力峰值和应力稳定值均会下降,应力达到稳定后的滞后工作面距离会缩短,控制巷道的围岩变形量及变形速率会减小。实践证明,采用该技术后,深井高应力巷道的围岩大变形问题得以有效解决。