坚硬顶板放顶方法的分析、比较研究

范子伟

摘 要：通过建立力学模型，分析、比较采用循环浅孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三种爆破控制放顶方式缩短和减少坚硬顶板工作面初次断裂步距的拉槽深度与爆破工程量的差别。

关键词：坚硬顶板；控制放顶；初次来压；爆破工程量

中图分类号：TD832；TD327 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0048-02

在煤矿开采中，较难垮落的顶板具有岩层厚度大、裂缝少、稳定性强的特点，其抗压强度等级高，容易造成大面积冒顶事故，对生命和财产安全存在很大威胁。为了有效解决坚硬顶板的控制问题，我国研究人员总结了近几十年的煤矿开采经验，得出了一套较为完善的，可以应用于坚硬顶板处理的矿山压力控制理论，并且由最初研究的定性分析顶板可能出现的下沉发展到了定量计算顶板应力和顶板下沉量计算的阶段，开辟了坚硬顶板处理的新方法。本文通过对坚硬顶板工作面初次来压控制放顶方法的分析比较，寻找最合理的放顶方法。

1 不同放顶方式的分析

初次来压步距较大时，因为支架很难承受初次来压顶板断裂时所附加的载荷，所以必须对顶板进行处理，以缩短工作面初次来压步距，确保工作面的安全生产。通过对两端固支岩梁下力学模型的建立，在对循环浅孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三种爆破控制放顶方式进行拉槽深度与爆破工程量的分析，最终达到缩短工作面基本顶初次来压步距，以确定工作面顶板在初次断裂前应选择怎样的控制放顶方式。

1.1 循环浅孔拉槽控制放顶方式

循环浅孔拉槽放顶是指为了降低板岩梁的厚度，在开采时依据工作面的推进，每隔几个循环沿切顶线全长打一排钻孔，然后进行爆破放顶，以此来缩短垮落步距的放顶方式。根据这一方法，对于循环浅孔拉槽岩梁可建立的力学模型如图1所示。

2 结束语

研究结果表明，采用端部拉槽方式处理深度和爆破工程量最小，中部拉槽次之，采用浅孔循环拉槽方式处理深度和爆破工程量最大。由此可知，在综采工作面坚硬顶板条件下，从初次来压时控制放顶的三种方法中，根据拉槽深度和爆破工程量的大小，应优先选用端部拉槽控制放顶方法。

参考文献

[1]石汝银，李增峰，管伟明.坚硬顶板超前预爆破技术研究[J].煤炭科技，2009（01）.

[2]杨新建，申志平.深孔爆破弱化坚硬顶板技术在大采高综采工作面的应用[J].煤矿开采，2007（06）.

[3]高木福.坚硬顶板处理步距的数值模拟[J].辽宁工程技术大学学报，2006（05）.

[4]李方立，王成，段长寿.超前深孔预爆破处理坚硬顶板的应用[J].矿山压力与顶板管理，2001（03）.

[5]张志呈，肖正学.岩石浅孔爆破的断裂控制方法[J].矿业研究与开发，2000（06）.

[6]胡守平，巩文胜，柴爱芳.忻州窑矿坚硬顶板综放工作面顶板控制方法[J].煤炭科学技术，2000（09）.

[7]吴志刚，翟明华，周廷振.徐州西部矿区坚硬顶板来压预测预报[J].岩石力学与工程学报，1996（02）.

[8]宋永津.大同煤矿采场坚硬顶板控制方法与工程效果[J].煤炭科学技术，1991（12）.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： The mechanical model， analyze， compare cyclic shallow hole pull trough， central groove and pull the ends of pull trough three blasting control shortening and hard roof Initial Face fracture reduction step of pulling groove depth and blasting caving way the amount of difference.

Key words： hard roof； controlled caving； initial pressure； blasting engineering

摘 要：通过建立力学模型，分析、比较采用循环浅孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三种爆破控制放顶方式缩短和减少坚硬顶板工作面初次断裂步距的拉槽深度与爆破工程量的差别。

关键词：坚硬顶板；控制放顶；初次来压；爆破工程量

中图分类号：TD832；TD327 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0048-02

在煤矿开采中，较难垮落的顶板具有岩层厚度大、裂缝少、稳定性强的特点，其抗压强度等级高，容易造成大面积冒顶事故，对生命和财产安全存在很大威胁。为了有效解决坚硬顶板的控制问题，我国研究人员总结了近几十年的煤矿开采经验，得出了一套较为完善的，可以应用于坚硬顶板处理的矿山压力控制理论，并且由最初研究的定性分析顶板可能出现的下沉发展到了定量计算顶板应力和顶板下沉量计算的阶段，开辟了坚硬顶板处理的新方法。本文通过对坚硬顶板工作面初次来压控制放顶方法的分析比较，寻找最合理的放顶方法。

1 不同放顶方式的分析

初次来压步距较大时，因为支架很难承受初次来压顶板断裂时所附加的载荷，所以必须对顶板进行处理，以缩短工作面初次来压步距，确保工作面的安全生产。通过对两端固支岩梁下力学模型的建立，在对循环浅孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三种爆破控制放顶方式进行拉槽深度与爆破工程量的分析，最终达到缩短工作面基本顶初次来压步距，以确定工作面顶板在初次断裂前应选择怎样的控制放顶方式。

1.1 循环浅孔拉槽控制放顶方式

循环浅孔拉槽放顶是指为了降低板岩梁的厚度，在开采时依据工作面的推进，每隔几个循环沿切顶线全长打一排钻孔，然后进行爆破放顶，以此来缩短垮落步距的放顶方式。根据这一方法，对于循环浅孔拉槽岩梁可建立的力学模型如图1所示。

2 结束语

研究结果表明，采用端部拉槽方式处理深度和爆破工程量最小，中部拉槽次之，采用浅孔循环拉槽方式处理深度和爆破工程量最大。由此可知，在综采工作面坚硬顶板条件下，从初次来压时控制放顶的三种方法中，根据拉槽深度和爆破工程量的大小，应优先选用端部拉槽控制放顶方法。

参考文献

[1]石汝银，李增峰，管伟明.坚硬顶板超前预爆破技术研究[J].煤炭科技，2009（01）.

[2]杨新建，申志平.深孔爆破弱化坚硬顶板技术在大采高综采工作面的应用[J].煤矿开采，2007（06）.

[3]高木福.坚硬顶板处理步距的数值模拟[J].辽宁工程技术大学学报，2006（05）.

[4]李方立，王成，段长寿.超前深孔预爆破处理坚硬顶板的应用[J].矿山压力与顶板管理，2001（03）.

[5]张志呈，肖正学.岩石浅孔爆破的断裂控制方法[J].矿业研究与开发，2000（06）.

[6]胡守平，巩文胜，柴爱芳.忻州窑矿坚硬顶板综放工作面顶板控制方法[J].煤炭科学技术，2000（09）.

[7]吴志刚，翟明华，周廷振.徐州西部矿区坚硬顶板来压预测预报[J].岩石力学与工程学报，1996（02）.

[8]宋永津.大同煤矿采场坚硬顶板控制方法与工程效果[J].煤炭科学技术，1991（12）.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： The mechanical model， analyze， compare cyclic shallow hole pull trough， central groove and pull the ends of pull trough three blasting control shortening and hard roof Initial Face fracture reduction step of pulling groove depth and blasting caving way the amount of difference.

Key words： hard roof； controlled caving； initial pressure； blasting engineering

摘 要：通过建立力学模型，分析、比较采用循环浅孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三种爆破控制放顶方式缩短和减少坚硬顶板工作面初次断裂步距的拉槽深度与爆破工程量的差别。

关键词：坚硬顶板；控制放顶；初次来压；爆破工程量

中图分类号：TD832；TD327 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0048-02

在煤矿开采中，较难垮落的顶板具有岩层厚度大、裂缝少、稳定性强的特点，其抗压强度等级高，容易造成大面积冒顶事故，对生命和财产安全存在很大威胁。为了有效解决坚硬顶板的控制问题，我国研究人员总结了近几十年的煤矿开采经验，得出了一套较为完善的，可以应用于坚硬顶板处理的矿山压力控制理论，并且由最初研究的定性分析顶板可能出现的下沉发展到了定量计算顶板应力和顶板下沉量计算的阶段，开辟了坚硬顶板处理的新方法。本文通过对坚硬顶板工作面初次来压控制放顶方法的分析比较，寻找最合理的放顶方法。

1 不同放顶方式的分析

初次来压步距较大时，因为支架很难承受初次来压顶板断裂时所附加的载荷，所以必须对顶板进行处理，以缩短工作面初次来压步距，确保工作面的安全生产。通过对两端固支岩梁下力学模型的建立，在对循环浅孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三种爆破控制放顶方式进行拉槽深度与爆破工程量的分析，最终达到缩短工作面基本顶初次来压步距，以确定工作面顶板在初次断裂前应选择怎样的控制放顶方式。

1.1 循环浅孔拉槽控制放顶方式

循环浅孔拉槽放顶是指为了降低板岩梁的厚度，在开采时依据工作面的推进，每隔几个循环沿切顶线全长打一排钻孔，然后进行爆破放顶，以此来缩短垮落步距的放顶方式。根据这一方法，对于循环浅孔拉槽岩梁可建立的力学模型如图1所示。

2 结束语

研究结果表明，采用端部拉槽方式处理深度和爆破工程量最小，中部拉槽次之，采用浅孔循环拉槽方式处理深度和爆破工程量最大。由此可知，在综采工作面坚硬顶板条件下，从初次来压时控制放顶的三种方法中，根据拉槽深度和爆破工程量的大小，应优先选用端部拉槽控制放顶方法。

参考文献

[1]石汝银，李增峰，管伟明.坚硬顶板超前预爆破技术研究[J].煤炭科技，2009（01）.

[2]杨新建，申志平.深孔爆破弱化坚硬顶板技术在大采高综采工作面的应用[J].煤矿开采，2007（06）.

[3]高木福.坚硬顶板处理步距的数值模拟[J].辽宁工程技术大学学报，2006（05）.

[4]李方立，王成，段长寿.超前深孔预爆破处理坚硬顶板的应用[J].矿山压力与顶板管理，2001（03）.

[5]张志呈，肖正学.岩石浅孔爆破的断裂控制方法[J].矿业研究与开发，2000（06）.

[6]胡守平，巩文胜，柴爱芳.忻州窑矿坚硬顶板综放工作面顶板控制方法[J].煤炭科学技术，2000（09）.

[7]吴志刚，翟明华，周廷振.徐州西部矿区坚硬顶板来压预测预报[J].岩石力学与工程学报，1996（02）.

[8]宋永津.大同煤矿采场坚硬顶板控制方法与工程效果[J].煤炭科学技术，1991（12）.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： The mechanical model， analyze， compare cyclic shallow hole pull trough， central groove and pull the ends of pull trough three blasting control shortening and hard roof Initial Face fracture reduction step of pulling groove depth and blasting caving way the amount of difference.

Key words： hard roof； controlled caving； initial pressure； blasting engineering