3412 工作面沿空留巷切顶卸压技术研究与应用

王全宏

（山西国辰建设工程勘察设计有限公司，山西 阳泉 045000）

1 工程概况

新元煤矿3412 工作面位于二采区南部，工作面平均埋深为500 m。工作面北邻3413 工作面，东部为东翼回风大巷和东翼主运大巷，西部为采区边界煤柱，南部为3411 采空区。3214 工作面倾向长200 m，工作面开采3#煤层，煤层厚度2.1～2.55 m，均厚为2.35 m，平均倾角为7°。煤层直接顶为砂岩泥岩，平均厚度为8.0 m，基本顶为中砂岩，均厚为2.4 m，底板岩层为中细粒砂岩和砂质泥岩。工作面回风顺槽长度为1890 m，为沿空留巷巷道，巷道宽度×高度=4800 mm×3000 mm，充填体为高水充填材料，充填材料强度为10 MPa，充填宽度为2 m。3412 工作面平面位置示意图如图1。由于3412 工作面存在厚层顶板，为保障沿空留巷作业的顺利实施，减少顶板破断对留巷围岩的动载作用，需进行切顶卸压技术研究。

图1 3412 工作面平面位置示意图

2 切顶卸压理论分析

2.1 切顶卸压原理

当顶板岩层为坚硬岩层时，随着工作面回采作业的推进，顶板悬露的长度会不断增大，当顶板悬露长度达到垮落极限时，大面积悬顶的岩层会发生突然断裂现象，岩层的突然断裂会产生冲击荷载，其会作用到巷道围岩上，导致围岩出现冲击性的破坏，这会严重影响工作面的安全开采和巷道围岩的稳定。沿空留巷作业时，当坚硬顶板在采空侧难以及时垮落时，采空区出现大面积悬顶现象。随着工作面回采作业的进行，顶板岩层逐渐回转下沉，其产生的垂直应力和水平推力会全部作用到巷道围岩和充填体上[1-2]。具体顶板岩层未预裂时的围岩结构如图2。……