采场顶板垮落特征监测分析及其结构弱化卸压实践研究

通过对综采工作面采场液压支架工作阻力的监测和数据采集，以大数据云图间接再现了采场顶板的垮落，分析解释了顶板垮落与采场实际矿压显现特征的关系。结果表明，上下端头三角岩体悬顶面积增大将导致超前煤壁煤岩体应力集中，基本顶呈现“O-X”型断裂规律，所开采煤层均表现出了明显的周期来压，但周期来压步距不大。进一步地，从减少回采两巷悬顶、控制相邻巷道变形和破坏坚硬岩层顶板避免弹性能积聚2个方面，探讨了顶板浅眼小孔爆破预裂、深孔爆破预裂、深孔常规水力预裂、长距离水平定向孔水力预裂措施的应用条件及其现实意义。现场应用结果表明，对于单一采场中边界顶板所采取的预裂等护巷措施，不能实现控制巷道最基本使用功能和有效减少巷道变形的目的，并给出了实施水力预裂的必要条件是具有坚硬完整岩层且能保证一定的压裂压力和压力波动。研究结果为从不同角度认识采场顶板垮落规律、合理选择顶板结构弱化卸压方式提供了方法和思路。