金属矿山 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (11): 113-121.
王梦成1 孙利辉1,2 初风蛟3 蔡振禹4 赫宝龙3 张中原1 褚居涛1 纪权财5 胡晓东6
WANG Mengcheng1 SUN Lihui1,2 CHU Fengjiao3 CAI Zhenyu4 HE Baolong3 ZHANG Zhongyuan1 CHU Jutao1 JI Quancai5 HU Xiaodong6
摘要: 工作面回采产生的侧向支承压力对其临近巷道围岩稳定产生扰动,导致动压区内巷道出现支护结构失 效、底鼓等现象,甚至存在冒顶风险,巷道常需要加固、返修,增加支护成本,兼具一定的生产安全隐患。水力压裂切顶 卸压可消除或减弱采动压力对临近巷道的扰动,以钱家营矿2120W工作面开采保护动压区内与其风道平行的多条准 备巷道为例,通过理论计算、数值模拟、现场试验等方法,构建了水力压裂切顶卸压短悬臂梁结构模型,对比分析了卸 压短悬臂梁结构和砌体梁结构对区段煤柱的压缩作用,分析了切顶卸压护巷的可行性,研究了不切顶和压裂不同区 域条件下的围岩变形及应力分布和顶板裂隙发育规律,给出了超前切顶卸压关键技术参数取值。结果表明:切顶卸 压短悬臂梁结构较不切顶的砌体梁结构区段煤柱所受平均应力减小49.32%;当分别压裂采空区煤柱边缘、煤柱中深 部、煤柱深部时,对比不切顶条件,被保护巷道变形量分别降低了66.87%、79.38%、73.24%,煤柱垂直应力峰值分别 降低了8.99%、13.62%、13.89%,压裂煤柱中深部为最优方案;确定了覆岩细砂岩为亚关键层,压裂垂高为13.1 m、钻 孔倾角为60°,钻孔深度为16.4 m、钻孔间距为10 m、起裂压力为12~48 MPa (理论取值为28 MPa)。现场工业性试 验结果反映出,被保护巷道围岩变形在可控范围内,为类似条件巷道保护提供了依据。
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