金属矿山

作者：王梦成孙利辉,初风蛟蔡振禹赫宝龙张中原褚居涛纪权财胡晓东

单位：1.河北工程大学矿业与测绘工程学院,河北 邯郸 056038;2.北京科技大学资源与安全工程学院,北京 100083; 3.开滦(集团)有限责任公司钱家营矿业分公司,河北 唐山 063301;4.邢台学院,河北 邢台 054001; 5.新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室(新疆工程学院),新疆 乌鲁木齐 830023; 6.内蒙古东蒙工贸有限责任公司,内蒙古 鄂尔多斯 017000

基金：国家自然科学基金项目(编号:52474128,52074100);内蒙古自治区科技厅“科技兴蒙”重点专项(编号:2022EEDSKJXM009-1)。

工作面回采产生的侧向支承压力对其临近巷道围岩稳定产生扰动,导致动压区内巷道出现支护结构失效、底鼓等现象,甚至存在冒顶风险,巷道常需要加固、返修,增加支护成本,兼具一定的生产安全隐患。水力压裂切顶卸压可消除或减弱采动压力对临近巷道的扰动,以钱家营矿2120W工作面开采保护动压区内与其风道平行的多条准备巷道为例,通过理论计算、数值模拟、现场试验等方法,构建了水力压裂切顶卸压短悬臂梁结构模型,对比分析了卸压短悬臂梁结构和砌体梁结构对区段煤柱的压缩作用,分析了切顶卸压护巷的可行性,研究了不切顶和压裂不同区域条件下的围岩变形及应力分布和顶板裂隙发育规律,给出了超前切顶卸压关键技术参数取值。结果表明:切顶卸压短悬臂梁结构较不切顶的砌体梁结构区段煤柱所受平均应力减小49.32%;当分别压裂采空区煤柱边缘、煤柱中深部、煤柱深部时,对比不切顶条件,被保护巷道变形量分别降低了66.87%、79.38%、73.24%,煤柱垂直应力峰值分别降低了8.99%、13.62%、13.89%,压裂煤柱中深部为最优方案;确定了覆岩细砂岩为亚关键层,压裂垂高为13.1 m、钻孔倾角为60°,钻孔深度为16.4 m、钻孔间距为10 m、起裂压力为12~48 MPa (理论取值为28 MPa)。现场工业性试验结果反映出,被保护巷道围岩变形在可控范围内,为类似条件巷道保护提供了依据。

来源：2025年第11期

《金属矿山》期刊编辑部

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