煤炭工程

作者：郭俊,范钢伟,王明涛,张文辉,张东升,任闯难,张世忠,范张磊

单位：1. 焦作煤业集团赵固（新乡）能源有限责任公司，河南 新乡 4536362. 中国矿业大学 矿业工程学院，江苏 徐州 221116

关键词：厚松散层 , 薄基岩 , 静态破碎剂 , 深孔静态致裂,

厚松散层薄基岩巷道顶板切顶围岩稳定性控制至关重要，静态致裂切缝技术有助于降低切顶对基岩稳定性的影响。以赵固一矿16061工作面切顶沿空留巷为工程背景，综合采用数值模拟、室内试验和工程实践等研究方法，揭示了厚松散层薄基岩矿区巷道顶板静态致裂切缝机理，并优化了相关工艺。结果表明：随着膨胀压力的增大，孔壁75mm范围内受压应力拉剪破坏出现破碎，孔壁75~110mm范围压应力转化为拉应力，该范围内岩石产生拉伸裂纹，最终破碎区和裂纹贯通形成裂隙弱面。随着孔间距增大，孔间拉应力呈二次曲线型分布，同时塑性区连通度下降，确定最佳致裂孔间距为300mm。在此基础上，提出了井下切顶使用静态致裂剂液态静压注浆装填方式和封孔器快速封孔方法，确定了考虑浆液流动性和膨胀性的最佳水剂比为0.5，构建了静态致裂切顶采切并行作业工艺流程。现场工业性试验表明，单孔作业所需时间不超过5min，钻孔内壁出现明显裂缝，致裂切缝长度能达到有效钻孔装药深度的90%，切缝效果能够满足目前回采巷道切顶需求。研究成果可为厚松散层薄基岩矿区致裂切缝工程提供理论依据和实践参考。

来源：2025年第8期

《煤炭工程》期刊编辑部

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