切顶卸压技术在工作面终采线的研究及应用
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ＭａＬｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｓｔｏｐｐｉｎｇｌｉｎｅｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０１９，４１（５）：１４１１４４．
第 ４１卷第 ５期 ２０１９年 ５月
能 源 与 环 保
ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
Ｖｏｌ４１ Ｎｏ５ Ｍａｙ ２０１９
切顶卸压技术在工作面终采线的研究及应用
马 力
（皖北煤电集团有限责任公司，安徽 宿州 ２３４０００）
摘要：各矿工作面终采线虽已按规定留设 ６０ｍ以上保护煤柱，但工作面回采后附近巷道仍会受到采 空区压力影响，从而有不同程度的变形受损，需对其进行修复。为减少采空区压力对附近巷道的影 响，采用切顶卸压技术切断采空区顶板的应力传递，避免采空区压力破坏附近大巷，经济效益和安全 效益显著。 关键词：双向聚能爆破预裂技术；切顶卸压；聚能管
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２０１９年第 ５期
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能 源 与 环 保
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第 ４１卷
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图 １ 定向预裂爆破原理 Ｆｉｇ１ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｐｒｅｃｒａｃｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ
大巷［７］。本文 将 以 恒 源 煤 矿 切 顶 卸 压 技 术 在 工 作 面终采线的应用为工程背景，研究该技术的应用。
１ 切顶卸压原理
切顶卸压即通过双向聚能张拉爆破预裂技术， 将特定规格的炸药装在 ２个设定方向有聚能效应的 聚能管中，聚能管两侧开设聚能孔，炸药起爆后，产 生的爆轰气体优先通过聚能孔卸压，从而使炮孔围 岩在非设定方向上均匀受压，而在设定方向上集中 受拉，依靠岩石抗压怕拉的特性，使岩石按设定方向 拉裂成型，从而实现被爆破体按设定方向张拉断裂 成型，多个爆破孔产生的定向裂纹连通后，即在岩层 内 形 成 切 缝 面，达 到 切 断 爆 破 范 围 内 顶 板 的 效 果［８９］，定向预裂爆破原理如图 １所示。
双向聚能张拉爆破参数需要通过现场爆破试验 确定［１０］，主要是通过防爆相机记录巷道表面裂隙发 育情况，通过钻孔窥视仪窥视爆破孔内裂缝效果，进 而确定最佳爆破参数。
２ 工程概况
恒源煤矿 －６００ｍ水平北翼轨道大巷布置如图 ２所示。该矿 Ⅱ６３２工 作 面 位 于 Ⅱ６３采 区 上 部，为 Ⅱ６３采区首采工作面，工作面东部（终采线外侧）为
中图分类号：ＴＤ３２２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－０５０６（２０１９）０５－０１４１－０４
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎ ｓｔｏｐｐｉｎｇｌｉｎｅｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ
ＭａＬｉ
（ＷａｎｂｅｉＣｏａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｕｚｈｏｕ ２３４０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｐｉｌｌａｒｓｏｆｏｖｅｒ６０ｍｈａｖｅｂｅｅｎｓｅｔｕｐｉｎｔｈｅｆｉｎａｌｍｉｎｉｎｇｌｉｎｅｏｆｅａｃｈｍｉｎｉｎｇｆａｃｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｇ ｕｌａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｏａｄｗａｙｓｎｅａｒｔｈｅｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｗｉｌｌｓｔｉｌｌｂｅａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｇｏａｆ，ａｎｄｔｈｕｓｈａｖｅｖａｒｙｉｎｇｄｅｇｒｅｅｓｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄｄａｍａｇｅ，ｗｈｉｃｈｎｅｅｄｔｏｂｅｒｅｐａｉｒｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｇｏａｆｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎｎｅａｒｂｙｒｏａｄｗａｙｓ，ｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｌｉｅｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｕｓｅｄｔｏｃｕｔｏｆｆｔｈｅｓｔｒｅｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｇｏａｆｒｏｏｆａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄａｍａｇｅｏｆｇｏａｆｔｏｎｅａｒｂｙｒｏａｄｗａｙｓ，ｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄｓａｆｅｔｙｅｆｆｅｃｔｓａｒｅｒｅｍａｒｋａｂｌｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｗｏｗａｙｅｎｅｒｇｙｂｌａｓｔｉｎｇｐｒｅｃｒａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆ；ｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｔｕｂｅ
图 ２ 恒源煤矿 －６００ｍ水平北翼轨道大巷 Ｆｉｇ２ －６００ｍ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｎｏｒｔｈｗｉｎｇｍａｉｎｔｒａｃｋ
ｒｏａｄｗａｙｉｎＨｅｎｇｙｕａｎＣｏａｌＭｉｎｅ
Ⅱ６３采区的 ３条主要下山（轨道、运输、回风），其外 侧靠近采区 边 界 断 层———孟 口 逆 断 层 （∠２８°～３５° Ｈ＝０～７５ｍ），工作面整体处在孟口逆断层的下盘； 南部为 －６００ｍ水平南北轨道、运输大巷；西部切眼 外距矿井边界线 ３００ｍ；北部为Ⅱ６３３工作面。Ⅱ ６３２工作面总 体 上 属 近 走 向 长 壁 式 布 置，采 用 长 壁 式采煤方法，综合机械化采煤工艺，全部垮落法控制 顶板。工作面回风巷标高 －５９６～－７６０ｍ，运输巷 标高 －６３７～－７７８ｍ，终采线处标高 －６２４～－６５８ ｍ。工作面走向长 １７２５ｍ（至终采线处），倾斜宽 １８５ｍ，该矿Ⅱ６３２工作面回采如图 ３所示。
收稿日期：２０１９－０１－１３；责任编辑：陈朋磊 ＤＯＩ：１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０１９．０５．０３１ 作者简介：马 力（１９８６—），男，安徽淮北人，工程师，２００９年毕业于安徽理工大学，现从事煤矿采掘技术研究与管理工作。 引用格式：马力．切顶卸压技术在工作面终采线的研究及应用［Ｊ］．能源与环保，２０１９，４１（５）：１４１１４４．
０ 引言
切顶卸压技术一般用于“１１０工法”沿空留巷项 目，通过双向聚能爆破预裂技术切断采空区和沿空 留巷巷道的顶板，同时在沿空留巷巷道内施工恒阻 锚索加固巷道顶板，回采时进行挡矸支护和巷内临 时支护，从而保留下该巷道为相邻工作面服务［１３］。
但目前切顶卸压技术在工作面终采线的应用和 研究不多，各矿采区内工作面终采线保护煤柱普遍 留设 ６０ｍ以上，以保护附近大巷［４５］，但工作面回采 后附近巷道仍会受到采空区压力影响，产生不同程 度的变形受损，需进行修复［６］。为减少采空区压力 对附近巷道的影响，特提出采用切顶卸压技术切断 采空区顶板的应力传递，避免采空区压力破坏附近
第 ４１卷第 ５期 ２０１９年 ５月
能 源 与 环 保
ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
Ｖｏｌ４１ Ｎｏ５ Ｍａｙ ２０１９
切顶卸压技术在工作面终采线的研究及应用
马 力
（皖北煤电集团有限责任公司，安徽 宿州 ２３４０００）
摘要：各矿工作面终采线虽已按规定留设 ６０ｍ以上保护煤柱，但工作面回采后附近巷道仍会受到采 空区压力影响，从而有不同程度的变形受损，需对其进行修复。为减少采空区压力对附近巷道的影 响，采用切顶卸压技术切断采空区顶板的应力传递，避免采空区压力破坏附近大巷，经济效益和安全 效益显著。 关键词：双向聚能爆破预裂技术；切顶卸压；聚能管
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大巷［７］。本文 将 以 恒 源 煤 矿 切 顶 卸 压 技 术 在 工 作 面终采线的应用为工程背景，研究该技术的应用。
１ 切顶卸压原理
切顶卸压即通过双向聚能张拉爆破预裂技术， 将特定规格的炸药装在 ２个设定方向有聚能效应的 聚能管中，聚能管两侧开设聚能孔，炸药起爆后，产 生的爆轰气体优先通过聚能孔卸压，从而使炮孔围 岩在非设定方向上均匀受压，而在设定方向上集中 受拉，依靠岩石抗压怕拉的特性，使岩石按设定方向 拉裂成型，从而实现被爆破体按设定方向张拉断裂 成型，多个爆破孔产生的定向裂纹连通后，即在岩层 内 形 成 切 缝 面，达 到 切 断 爆 破 范 围 内 顶 板 的 效 果［８９］，定向预裂爆破原理如图 １所示。
双向聚能张拉爆破参数需要通过现场爆破试验 确定［１０］，主要是通过防爆相机记录巷道表面裂隙发 育情况，通过钻孔窥视仪窥视爆破孔内裂缝效果，进 而确定最佳爆破参数。
２ 工程概况
恒源煤矿 －６００ｍ水平北翼轨道大巷布置如图 ２所示。该矿 Ⅱ６３２工 作 面 位 于 Ⅱ６３采 区 上 部，为 Ⅱ６３采区首采工作面，工作面东部（终采线外侧）为
中图分类号：ＴＤ３２２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－０５０６（２０１９）０５－０１４１－０４
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎ ｓｔｏｐｐｉｎｇｌｉｎｅｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ
ＭａＬｉ
（ＷａｎｂｅｉＣｏａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｕｚｈｏｕ ２３４０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｐｉｌｌａｒｓｏｆｏｖｅｒ６０ｍｈａｖｅｂｅｅｎｓｅｔｕｐｉｎｔｈｅｆｉｎａｌｍｉｎｉｎｇｌｉｎｅｏｆｅａｃｈｍｉｎｉｎｇｆａｃｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｇ ｕｌａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｏａｄｗａｙｓｎｅａｒｔｈｅｍｉｎｉｎｇｆａｃｅｗｉｌｌｓｔｉｌｌｂｅａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｇｏａｆ，ａｎｄｔｈｕｓｈａｖｅｖａｒｙｉｎｇｄｅｇｒｅｅｓｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄｄａｍａｇｅ，ｗｈｉｃｈｎｅｅｄｔｏｂｅｒｅｐａｉｒｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｇｏａｆｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎｎｅａｒｂｙｒｏａｄｗａｙｓ，ｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｌｉｅｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｕｓｅｄｔｏｃｕｔｏｆｆｔｈｅｓｔｒｅｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｇｏａｆｒｏｏｆａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄａｍａｇｅｏｆｇｏａｆｔｏｎｅａｒｂｙｒｏａｄｗａｙｓ，ｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄｓａｆｅｔｙｅｆｆｅｃｔｓａｒｅｒｅｍａｒｋａｂｌｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｗｏｗａｙｅｎｅｒｇｙｂｌａｓｔｉｎｇｐｒｅｃｒａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆ；ｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｔｕｂｅ
图 ２ 恒源煤矿 －６００ｍ水平北翼轨道大巷 Ｆｉｇ２ －６００ｍ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｎｏｒｔｈｗｉｎｇｍａｉｎｔｒａｃｋ
ｒｏａｄｗａｙｉｎＨｅｎｇｙｕａｎＣｏａｌＭｉｎｅ
Ⅱ６３采区的 ３条主要下山（轨道、运输、回风），其外 侧靠近采区 边 界 断 层———孟 口 逆 断 层 （∠２８°～３５° Ｈ＝０～７５ｍ），工作面整体处在孟口逆断层的下盘； 南部为 －６００ｍ水平南北轨道、运输大巷；西部切眼 外距矿井边界线 ３００ｍ；北部为Ⅱ６３３工作面。Ⅱ ６３２工作面总 体 上 属 近 走 向 长 壁 式 布 置，采 用 长 壁 式采煤方法，综合机械化采煤工艺，全部垮落法控制 顶板。工作面回风巷标高 －５９６～－７６０ｍ，运输巷 标高 －６３７～－７７８ｍ，终采线处标高 －６２４～－６５８ ｍ。工作面走向长 １７２５ｍ（至终采线处），倾斜宽 １８５ｍ，该矿Ⅱ６３２工作面回采如图 ３所示。
收稿日期：２０１９－０１－１３；责任编辑：陈朋磊 ＤＯＩ：１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０１９．０５．０３１ 作者简介：马 力（１９８６—），男，安徽淮北人，工程师，２００９年毕业于安徽理工大学，现从事煤矿采掘技术研究与管理工作。 引用格式：马力．切顶卸压技术在工作面终采线的研究及应用［Ｊ］．能源与环保，２０１９，４１（５）：１４１１４４．
０ 引言
切顶卸压技术一般用于“１１０工法”沿空留巷项 目，通过双向聚能爆破预裂技术切断采空区和沿空 留巷巷道的顶板，同时在沿空留巷巷道内施工恒阻 锚索加固巷道顶板，回采时进行挡矸支护和巷内临 时支护，从而保留下该巷道为相邻工作面服务［１３］。
但目前切顶卸压技术在工作面终采线的应用和 研究不多，各矿采区内工作面终采线保护煤柱普遍 留设 ６０ｍ以上，以保护附近大巷［４５］，但工作面回采 后附近巷道仍会受到采空区压力影响，产生不同程 度的变形受损，需进行修复［６］。为减少采空区压力 对附近巷道的影响，特提出采用切顶卸压技术切断 采空区顶板的应力传递，避免采空区压力破坏附近