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无煤柱自成巷空区矸体垮落的切顶效应试验研究

作者:高玉兵 [1]何满潮 [2]杨军 [1]马新根 [1]

关键词: 无煤柱开采切顶成巷矸体垮落预裂切顶

摘要:为了研究预裂切顶对空区矸体垮落的影响,以柠条塔煤矿厚煤层切顶成巷为工程背景,进行了现场工程试验.根据矸体垮落特征,建立了以基本顶结构断裂步距、顶板岩层垮落滞后性、矸体尺寸、碎石帮充填率及矸体碎胀稳定性为判析参量的表征体系,探究了空区矸体垮落对切顶效果的响应规律,认为提高切顶强度有利于增大来压步距、提高碎石帮充填率、减小矸体稳定距离;增强切顶效果可减小采空区顶板与巷道顶板间的层内黏聚力,加快顶板垮落速度和减小矸块尺寸;增加切顶高度可增大来压步距、提高碎石帮充填率、减小垮落滞后空间和稳定距离.研究结果表明:单孔装药量由1.2 kg增加至1.6 kg后,平均来压步距增大了约3 m,碎石帮充填率增加了约5%,空区矸体稳定距离减小了约20 m;当装药量继续增大至2.8 kg后,来压步距再次增加了约30%,碎石帮充填率增加了约4%,空区矸体稳定距离减小了约9 m.此外,采空区矸体垮落具有明显的切顶高度效应,当切顶高度由7.5m增加至设计高度9.0m后,平均来压步距增加了约2.3m,碎石帮充填率增加了约3.35%,空区矸体稳定距离减小了约23%,但继续增加切顶高度,各参量变化不再明显.


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