深孔預(yù)裂弱化頂板技術(shù)在余吾礦的研究與應(yīng)用.pdf

1、本文針對堅(jiān)硬頂板弱化處理展開了相應(yīng)的理論研究、數(shù)值模擬、工程實(shí)施和實(shí)施效果監(jiān)測。首先，根據(jù)現(xiàn)行弱化處理堅(jiān)硬頂板的工程方法，選擇深孔預(yù)裂切頂方案，劃分頂板堅(jiān)硬級別，并根據(jù)相關(guān)爆破理論計(jì)算點(diǎn)爆破形成的兩區(qū)（粉碎區(qū)、裂隙區(qū)）破壞半徑，完成基礎(chǔ)性的理論研究?；谏鲜隼碚撗芯拷Y(jié)果，展開對單孔和炮孔組的細(xì)化研究，考慮影響單孔及炮孔組爆破效果的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括：不耦合系數(shù)、孔間距、組間距、裝藥結(jié)構(gòu)和藥包切縫寬度。理論研究各參數(shù)對爆破效果的影響情況，并結(jié)

2、合實(shí)際情況確定出各參數(shù)的合理取值范圍。其次，根據(jù)理論計(jì)算的各設(shè)計(jì)參數(shù)的合理取值范圍，結(jié)合N1202工作面實(shí)際工程背景，運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA軟件分別對各參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)值模擬，通過對模擬結(jié)果的對比及分析，確定出此工作面合理的爆破設(shè)計(jì)參數(shù)。然后，基于前述章節(jié)的理論計(jì)算和數(shù)值模擬成果，確定出N1202工作面頂板弱化處理方案，對頂板實(shí)施弱化處理。過程中記錄分析頂煤垮落情況、窺視對比爆破前后孔壁差異、與未處理工作面對比分析瓦斯和CO釋放濃

3、度，明確頂板弱化效果。最后，對N1202工作面進(jìn)行礦壓觀測，在工作面和順槽布置測線和測站，記錄支架工作阻力、明確工作面初次來壓強(qiáng)度及步距、監(jiān)測巷道表面位移，綜合分析是否達(dá)到頂板弱化處理的預(yù)期效果和目的。
　　本文研究結(jié)論：
　?、俑鶕?jù)頂板各巖性的物理力學(xué)參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)，對頂板分級，通過梁模型和薄板模型適用性比較分析，得出兩理論模型均適合N1202工作面。并運(yùn)用關(guān)鍵層理論，求出頂板上覆均布載荷q，預(yù)計(jì)來壓步距。并根據(jù)爆破理論計(jì)算

4、出各巖層破壞區(qū)半徑。
　?、诟鶕?jù)N1202工作面實(shí)際情況和數(shù)值模擬結(jié)果，確定出爆破設(shè)計(jì)參數(shù)，徑向不耦合系數(shù)的合理設(shè)計(jì)范圍確定為1.15-1.5時，單孔爆生裂隙區(qū)半徑為1.5m-3m，單組炮孔起爆時爆生裂隙區(qū)半徑為3.5m。故組內(nèi)孔間距設(shè)計(jì)取值范圍為3-6m，組間距設(shè)計(jì)取值范圍為取7-8m，能確保孔間形成貫穿裂隙，利于工作面頂板炮孔布置設(shè)計(jì)。另外，若對藥包或者孔壁進(jìn)行切縫或切槽處理，可以增強(qiáng)定向貫穿效果。故通過計(jì)算得出藥包切槽寬度取