回撤通道防沖斷頂爆破設計方案優化及應用

白俊杰

(1.中國礦業大學 礦業工程學院，江蘇 徐州 221116；2.烏審旗蒙大礦業有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 017300)

沖擊地壓工作面末采期間的采動應力與回撤通道煤柱集中應力相互疊加，增加了末采階段沖擊地壓防治的復雜性[1，2]。頂板爆破作為一項重要的沖擊地壓治理技術手段，國內已有較多研究成果。武善元[3]等基于四周固支巖梁模型，理論計算未切頂前頂板初次垮落和周期垮落步距，對復合灰巖爆破切頂方案進行了研究，解決頂板大跨度懸頂問題；趙晉軍[4]采用超前深淺孔相結合的松動爆破技術，對工作面初采期間的頂板進行弱化處理，有效縮短了來壓步距；王金鑫[5]深孔預裂爆破采用深孔預裂爆破技術對綜放工作面堅硬頂板進行弱化處理，縮短了來壓步距，并提高了初采期間的頂煤回收率；竇林名[6]等認為爆破形成的弱面是控制沖擊關鍵，對減弱頂板動載強度、降低煤體高靜載有重要意義。趙善坤[7]利用mises有效應力指標對弱化頂板完整性、降低高靜載，使其不具備積聚彈性變形能進行了研究，實現沖擊地壓的防控。前述研究均集中在爆破對頂板巖石完整性致裂、改善垮落效果，降低頂板動載的問題。但納林河二號礦井實踐證明：末采防沖頂板處置方案更注重對高應力傳遞路徑的阻斷和對回撤通道的保護作用。基于此，筆者對回撤通道防沖斷頂爆破設計方案進行分析、優化，證實了“高+低位”爆破方案具有爆破尺度更大和爆破致裂破碎更充分兩個方面的特點，對應力傳遞路徑進行全面提前阻斷[8，9]，且應力傳遞阻隔帶內的應力水平更低、應力變化梯度更小，形成的阻斷、保護作用更強。……