【技术实现步骤摘要】
一种沿空巷道坚硬顶板超前切顶卸压与围岩控制方法
[0001]本专利技术涉及一种沿空巷道坚硬顶板超前切顶卸压与围岩控制方法，属于煤矿开采
技术介绍
[0002]深部煤矿开采中，坚硬顶板下的沿空巷道较难控制，坚硬顶板未及时垮落，会在下一区段煤柱一侧形成较大面积的悬顶，给沿空巷道围岩的稳定性造成威胁，同时，顶板后期若突然断裂容易产生冲击荷载，诱发冲击地压等动力灾害。
[0003]我国坚硬顶板赋存占了岩层顶板的三分之一以上，坚硬顶板也成了煤层开采中的主要难题。坚硬顶板直接赋存在工作面上方，并且硬度和厚度都非常大，整体性也非常好。深入研究坚硬顶板问题，减弱坚硬顶板完整性，使顶板及时冒落等已经迫不及待。
[0004]目前，对于顶板切顶卸压通常采用人工预裂顶板的方式，该方式大多数采用了滞后切顶，即在下区段巷道打钻孔切除上区段工作面的坚硬顶板，切除的作用和意义明显下降；人工预裂顶板对于切顶角度及切顶位置没有进行优化，切顶后坚硬顶板无法充分垮落至采空区。
技术实现思路
[0005]针对上述现有技术存在...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种沿空巷道坚硬顶板超前切顶卸压与围岩控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在上区段工作面沿空巷道顶板中，钻孔至坚硬顶板岩层，取出岩芯，制作成标准岩样，进行顶板力学参数测试，根据力学测试结果以及基本顶赋存条件和厚度，分析顶板是否为坚硬顶板；2)根据步骤1)的分析结果，分为以下两种情况：a.顶板不是坚硬顶板，则直接分析原有支护方案是否经济适用，若经济适用，则对沿空巷道支护方案现场验证，若不经济适用，则优化沿空巷道围岩支护参数；b.顶板是坚硬顶板，则对采空区侧的顶板结构采用砌体梁力学模型进行分析，继而通过围岩观测判断该坚硬顶板是否悬顶；3)根据步骤2)情况b中的判断结果，分为以下两种情况：a.采空区侧坚硬顶板未悬顶，则直接分析原有的支护方案是否经济适用，若经济适用，则对沿空巷道支护方案现场验证，若不经济适用，则优化沿空巷道围岩支护参数；b.采空区侧坚硬顶板悬顶，对坚硬顶板进行超前上区段工作面的人工预裂切顶，进行爆破参数设计，利用UDEC数值模拟软件，建立岩层模型，在软件中输入模型参数，模拟不同角度的切顶方案，运行软件并计算，得出围岩变形量及应力分布规律，分析不同角度下围岩变形及应力分布规律，将结果进行优选分析，得到合理的切顶角度；4)根据步骤3)情况b中得到的合理的切顶角度，在上区段工作面运输顺槽顶板内进行切顶卸压工业性试验，在所述顶板上方打预裂炮孔，直至打入坚硬顶板岩层上端，将双向聚能管安装于预裂炮孔内，所述双向聚能管内装有药包，通过双向聚能管上开设的聚能孔释放能量流定向致裂坚硬顶板，使上区段工作面回采后坚硬顶板沿致裂面滑落至采空区，达到切顶卸压的目的；5)切顶卸压后，坚硬顶板对下区段工作面沿空巷道的压力得到释放，此时对原有支护方案是否经济适用进行分析：若原有支护方案经济适用，则直接在下区段工作面进行沿空巷道支护方案现场验证；若原有支护方案不经济适用，则通过优化沿空巷道围岩支护参数对原有的支护方案进行优化，再将优化后的支护方案，在下区段工作面进行沿空巷道支护方案现场验证；6)将经验证支护方案施工完成后，采用JSS30A型巷道收敛仪，在下区段工作面沿空巷道布置围岩变形监测点，对围岩进行变形监测；7)重复步骤1)～6)，在上区段工作面继续进行超前切顶，直至上区段工作面中会对下区段工作面回采造成影响的坚硬顶板全部切除，结束上区段工作面的超前切顶卸压与下区段工作面沿空巷道的围岩控制。2.根据权利要求1所述的一种沿空巷道坚硬顶板超前切顶卸压与围岩控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，将岩芯加工制作成直径50mm，高度分别为100mm、50mm、25mm的圆柱形标准试样；坚硬顶板的判断方法为：a.顶板结构采用砌体梁力学模型进行分析，在采动影响下，根据岩层移动特点，将上覆岩层分为N个岩层组，每一组均为坚硬岩层，岩层破断后，岩块之间相互咬合，产生了一种稳定结构，均包括煤壁支撑影响区、离层区、已冒落矸石的支撑区；b.利用结...
【专利技术属性】
技术研发人员：李桂臣，毕瑞阳，姚必成，冯瑞光，杨森，舒建建，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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