煤矿深孔定向爆破切顶卸压技术与应用

张召冉; 宁佳昊; 邓燕华; 李俊涛; 陈建伟; 马佳豪

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2026021

矿业科学学报 ›› 2026, Vol. 11 ›› Issue (02) : 457 -466. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2026021

煤矿深孔定向爆破切顶卸压技术与应用

张召冉, 宁佳昊, 邓燕华, 李俊涛, 陈建伟, 马佳豪

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摘要

为解决厚煤层顶板压力大导致巷道支护困难及煤柱稳定性差等问题，提出基于聚能药包的深孔定向爆破切顶卸压技术。通过理论分析揭示了聚能药包对围岩应力场重分布的控制机制，采用LS-DYNA数值模型，系统研究不同爆破参数对裂纹贯通特征的影响规律。以某矿15115工作面为背景，优化设计钻孔长度、钻孔间距、切顶高度、装药量及装药结构等关键参数，并开展现场工业试验和卸压效果评价。研究结果表明：采区顶板聚能药包爆破后，炸药能量优先向聚能方向释放，在相同装药量情况下，主裂缝长度显著高于非聚能方向的裂缝长度，其长度比为4.2∶1.0;相邻巷道的卸压段顶底板最大移近量较非卸压段顶底板最大移近量降低了82%,切顶巷道中聚能方向岩体平均抗压强度较垂直聚能方向岩体平均抗压强度降低约27%;聚能药包深孔定向爆破切顶卸压技术可以有效引导裂纹沿预设路径扩展，显著降低顶板悬顶长度及垮落的回转挤压对煤柱压力的影响，验证了基于聚能药包的切顶卸压护巷技术的有效性。研究结果可为深部高应力复杂地质条件下的巷道稳定性控制研究提供借鉴。