地面深孔水压爆破弱化厚硬顶板技术研究

王世宇, 张昌锁, 王凯飞, 张胜利

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.05.001

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (05) : 1 -12. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.05.001

地面深孔水压爆破弱化厚硬顶板技术研究

王世宇, 张昌锁, 王凯飞, 张胜利

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摘要

浅埋深、厚硬顶板、特厚煤层开采时，为避免初次来压时顶板大面积垮落在巨大体积采空区形成强冲击波事故，提出地面深孔水压预裂爆破弱化厚硬顶板技术。采用理论分析和数值模拟方法验证了水压爆破的可行性、确定了合理的炮孔间距，并在口前煤业4302综放工作面成功进行了工业性试验。数值模拟结果显示，相同装药情况下，水耦合装药爆破岩石孔壁最大等效应力是空气不耦合装药的1.45倍，且爆生裂隙区范围扩大了38%。在炮孔直径180 mm、装药直径120 mm情况下，水压爆破岩石裂隙区直径能够达到11.06 m;现场试验成功解决了装药及堵塞等技术难题，实现了工作面初次来压提前，工作面继续推进时上覆岩层实现了正常周期性破断，验证了地面深孔水压爆破的可行性。