无煤柱切顶留巷围岩控制研究及应用

牛刚强

（山西晋煤集团晋圣亿欣煤业，山西 晋城 048200）

1 工程概况

亿欣煤矿1306 工作面开采15#煤，工作面相邻的是1307 采面。工作面走向长461 m，倾向长度200 m。工作面采用综合机械化长壁开采工艺，煤层产状稳定，平均厚度约为2.3 m，近水平煤层，煤层倾角约为3°，煤层上部有0.3 m 厚的夹矸层。由于国内鲜有对15#煤采用“110”工法的应用，为了充分回收煤炭资源，同时给1307 工作面的回采提供便利，针对15#煤坚硬顶板进行了无煤柱自成巷开采技术研究及应用，提高了经济效益，缓解了采掘接替紧张，延长了煤矿的生产年限。

2 切顶留巷巷道应力分布及切顶参数设计

2.1 切顶留巷应力分布特征

切顶留巷后，巷道围岩的应力分布会发生变化，而巷道支护需要有针对性地对巷道不同区域进行支护设计，因此首先对切顶留巷的应力分布特征进行分析，如图1 所示。切顶成巷工艺主要通过在工作面超前区域顶板爆破，切断煤层上的坚硬顶板，分离采空区顶板和巷道顶板，使实体煤和巷道顶板形成短壁梁结构。可以将沿工作面推进方向顶板的应力分为三个区域：A-原岩应力区域，B-应力增高区，C-应力降低区。

图1 切顶留巷围岩应力分布特征

根据切顶留巷围岩应力分布可知，切顶使顶板充分垮落后，留巷整体处于B-应力增高区域，从采空区到实体煤部分的应力逐渐增大至峰值应力。由于切顶留巷需要对工作面顶板超前预裂爆破，爆破后顶板的垮落高度比传统采煤工艺明显增大，特别是1306 工作面顶板的巨厚砾岩会使冒落高度更高，因此需要对巷内设计较强的支护阻力，并且尽量靠近实体煤。……