坚硬顶板磨砂射流轴向切顶防冲技术研究

为了探索煤矿坚硬顶板处理的新方法，引入坚硬顶板磨砂射流轴向切顶技术，通过开展工业性试验，确定了割缝、压裂的关键技术参数，并进行了防冲工程实践，采用水压仪、钻孔窥视和观测孔出水观测、微震监测、支架压力监测和煤体应力监测等方法进行了效果检验。研究结果表明，割缝参数为：割缝深度200 m，割缝长度300 m，割缝压力40～50 MPa；压裂参数为：压裂压力50～55 MPa，压裂时间20～30 min；割缝、压裂后有效促使了顶板岩层裂隙的产生和扩展，破坏了顶板的完整性，压裂半径10～20 m。相较于传统爆破切顶防冲技术，采用磨砂射流轴向切顶和爆破组合处理后，微震事件集中区域由超前工作面80 m转移至130 m，微震能量释放以小能量事件为主；周期来压步距明显降低，采动应力影响范围和应力集中系数明显减小，围岩活动强度和动载效应明显减弱，取得了良好的防冲效果。