坚硬顶板综放工作面超前弱化模拟研究 被引量：28

1

作者 伍永平 李开放 张艳丽 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2009年第3期273-277,共5页

利用相似材料模拟和RFPA2D数值模拟方法研究了坚硬顶板超前预爆破顶板弱化技术,分析了不同顶板特性条件下综放开采引起覆岩结构变化过程,得出覆岩冒落特征并总结了综采工作面矿压显现规律、工作面超前支撑压力的分布形态及其发展变化趋... 利用相似材料模拟和RFPA2D数值模拟方法研究了坚硬顶板超前预爆破顶板弱化技术,分析了不同顶板特性条件下综放开采引起覆岩结构变化过程,得出覆岩冒落特征并总结了综采工作面矿压显现规律、工作面超前支撑压力的分布形态及其发展变化趋势.在此基础上,得到超前预爆破顶板弱化技术能有效地解决坚硬顶板冲击矿压危害,有助于综放安全、高效开采和提高煤炭资源的回收率. 展开更多

关键词 坚硬顶板 综放开采 超前弱化

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特厚煤层坚硬顶板孤岛工作面综放开采技术研究 被引量：17

2

作者 樊俊鹏 童荣 王亚军 《煤炭工程》 北大核心 2021年第10期13-18,共6页

为解决特厚煤层坚硬顶板大采高综放孤岛工作面回采过程中遇到的强矿压问题,以同忻矿8102工作面为背景,模拟分析了孤岛工作面开采过程中的应力分布状况,依此为基础提出了以"小煤柱沿空掘巷+高工作阻力液压支架+坚硬岩层地面水力致裂... 为解决特厚煤层坚硬顶板大采高综放孤岛工作面回采过程中遇到的强矿压问题,以同忻矿8102工作面为背景,模拟分析了孤岛工作面开采过程中的应力分布状况,依此为基础提出了以"小煤柱沿空掘巷+高工作阻力液压支架+坚硬岩层地面水力致裂+巷道卸压"为核心的孤岛工作面安全生产技术保障体系,并通过现场实测验证了保障体系的合理性。现场应用表明:21000kN高工作面阻力液压支架支护能力富余量大,适应效果良好;巷道采用6m小煤柱沿空掘巷,回采期间顶底板最大移近量为700mm,两帮最大移近量为1020mm,巷道围岩变形可控,满足工作面实际生产需求。 展开更多

关键词 特厚煤层 坚硬顶板 孤岛工作面 综放开采

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综采工作面坚硬顶板弱化技术研究 被引量：12

3

作者 鲁蒙 舒梅 周横全 《中国矿山工程》 2021年第2期51-54,共4页

为避免坚硬顶板综采工作面回采期间采空区覆岩大面积垮落带来的安全问题,以1501综采工作面回采为工程背景,在对5号煤层顶板岩层进行分析基础上,结合矿井生产实际,提出采用深孔预裂爆破技术方法对顶板坚硬中粒砂岩进行弱化处理,并详细对... 为避免坚硬顶板综采工作面回采期间采空区覆岩大面积垮落带来的安全问题,以1501综采工作面回采为工程背景,在对5号煤层顶板岩层进行分析基础上,结合矿井生产实际,提出采用深孔预裂爆破技术方法对顶板坚硬中粒砂岩进行弱化处理,并详细对顶板弱化技术选择、弱化技术方案以及现场应用效果进行分析与研究。现场应用后,工作面开采时顶板初次来压步距缩短至19.5 m,采空区不会出现大面积悬空问题,为工作面生产创造了良好条件。 展开更多

关键词 坚硬顶板 综采工作面 大采高 采空区 顶板弱化

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孤岛工作面坚硬顶板破断的能量特征研究 被引量：11

4

作者 庞绪峰 蔡来生 《煤炭工程》 北大核心 2015年第5期94-97,共4页

根据坚硬顶板孤岛工作面的特点,选取四面采空的孤岛工作面为研究对象,建立了孤岛工作面的坚硬顶板力学模型,将坚硬顶板视为弹性薄板,利用瑞利-里兹法进行了分析计算,研究了四面采空孤岛工作面坚硬顶板初次破断前后的能量特征,推导得出... 根据坚硬顶板孤岛工作面的特点,选取四面采空的孤岛工作面为研究对象,建立了孤岛工作面的坚硬顶板力学模型,将坚硬顶板视为弹性薄板,利用瑞利-里兹法进行了分析计算,研究了四面采空孤岛工作面坚硬顶板初次破断前后的能量特征,推导得出了孤岛工作面坚硬顶板的弯曲应变能简化公式,并利用典型冲击地压案例进行了验证分析,揭示了冲击地压发生的能量原因。研究表明:孤岛工作面坚硬顶板初次破断前的弯曲应变能在顶板见方时最大,且与采空区悬顶面积的三次方成正比;坚硬顶板初次破断后的弯曲应变能最大值出现在煤壁处,且与采空区悬顶长度的五次方成正比;经案例解算,孤岛工作面坚硬顶板初次破断前后的能量释放率达95.4%,具有强烈的冲击危险性,孤岛工作面冲击地压所释放的能量主要来自于悬空坚硬顶板破断的弹性能,采取及时有效的断顶卸压措施对于坚硬顶板孤岛工作面的冲击地压防治具有重要作用。 展开更多

关键词 坚硬顶板 孤岛工作面 薄板 力学模型 弯曲应变能

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坚硬顶板“孤岛”工作面冲击地压综合防治技术研究 被引量：9

5

作者 刘学 《能源与环保》 2021年第10期68-74,共7页

根据耿村煤矿12230特殊空间结构体“孤岛”工作面的实际情况,通过理论分析及相同条件下冲击地压事故案例综合分析,判定该工作面冲击危险程度较高,易造成工作面及两巷的冲击,提出控制工作面回采速度、加强工作面上下端头及两巷超前加支... 根据耿村煤矿12230特殊空间结构体“孤岛”工作面的实际情况,通过理论分析及相同条件下冲击地压事故案例综合分析,判定该工作面冲击危险程度较高,易造成工作面及两巷的冲击,提出控制工作面回采速度、加强工作面上下端头及两巷超前加支护措施和大直径深孔卸压、煤层注水、断底爆破、监测等综合防治冲击地压技术方案。结合防治冲击地压监测数据,通过应力、微震等监测结果分析表明,采取措施后,工作面回采过程中日均微震频次与日均释放能量均有所下降,不规则煤柱影响区域应力得到明显降低,工作面实现了安全回采。 展开更多

关键词 坚硬顶板 孤岛工作面 冲击地压 综合防治技术

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无人工作面开采坚硬顶板冲击运动的3DEC数值模拟研究 被引量：8

6

作者 刘传孝 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期285-288,共4页

分 4 个阶段模拟了无人工作面开采坚硬顶板采场顶板的运动规律。第 1 阶段,坚硬顶板的悬而不落是下一区段无煤柱开采的隐患。开采范围达到 8 000 m2时的第 2 阶段,采场坚硬顶板的冲击性垮落,使工作面前方煤体及巷道既已形成的高应力区... 分 4 个阶段模拟了无人工作面开采坚硬顶板采场顶板的运动规律。第 1 阶段,坚硬顶板的悬而不落是下一区段无煤柱开采的隐患。开采范围达到 8 000 m2时的第 2 阶段,采场坚硬顶板的冲击性垮落,使工作面前方煤体及巷道既已形成的高应力区骤然释放。开采范围继续扩大的第 3 阶段和第 4 阶段,坚硬顶板从整体大范围冲击性运动向周期性分段运动转化。北京矿务局木城涧煤矿无人工作面坚硬顶板在采场面积约为 8 000 m2的初次冲击性垮落,验证了 3DEC理论研究结论,其强制放顶等防冲措施实施的最佳时机为第 2 阶段的开采活动结束之前。 展开更多

关键词 坚硬顶板 无人工作面 冲击 3DEC

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坚硬顶板孤岛工作面冲击地压机理及前兆判别 被引量：8

7

作者 张宏伟 曹煜 +1 位作者 朱峰 邵凌峰 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期118-123,共6页

以忻州窑矿8939工作面为工程背景,运用弹性板理论分析坚硬顶板破断期间释放的弹性能量值,并利用FLAC3D数值模拟划分工作面回采期间的高应力区域,同时根据分形理论分析微震事件的时间分布、空间分布与冲击地压的内部关联。研究结果表明:... 以忻州窑矿8939工作面为工程背景,运用弹性板理论分析坚硬顶板破断期间释放的弹性能量值,并利用FLAC3D数值模拟划分工作面回采期间的高应力区域,同时根据分形理论分析微震事件的时间分布、空间分布与冲击地压的内部关联。研究结果表明:坚硬顶板断裂前,悬露顶板由于旋转下沉不断对工作面前方煤体缓慢加载,由于过程缓慢,应力与能量不断向煤岩体深部转移,不易发生冲击地压。当顶板断裂时,会瞬间释放大量的弯曲应变能,对工作面周围煤体产生强大的脉冲作用,若脉冲能量超过冲击地压的临界值,则发生冲击地压的可能性较大。且冲击地压发生之前,煤岩体处于非稳定状态,会与外界积极交换能量,此时微震事件处于活跃期,当微震能量超过一定数值或微震事件的分维值低于某临界值时,易发生冲击地压。 展开更多

关键词 冲击地压 坚硬顶板 孤岛工作面 弹性薄板理论 应力能量 微震监测

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千米深井厚层坚硬顶板水力压裂卸压技术研究 被引量：5

8

作者 陈锋 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第1期142-146,共5页

针对千米深井工作面坚硬基本顶难垮落的问题,以邢东煤矿2129千米"孤岛"工作面厚层坚硬基本顶为工程背景,探析了其基本顶在深部应力环境和工况条件下难垮落的原因,提出了在深井工作面采用水力压裂切顶卸压的顶板控制技术,并结... 针对千米深井工作面坚硬基本顶难垮落的问题,以邢东煤矿2129千米"孤岛"工作面厚层坚硬基本顶为工程背景,探析了其基本顶在深部应力环境和工况条件下难垮落的原因,提出了在深井工作面采用水力压裂切顶卸压的顶板控制技术,并结合工作面实际采动影响得出了水力压裂的设计方案及施工工艺,实现了工作面"卸压-推进"连续配合作业;同时,运用数值模拟及现场矿压实时监测对卸压效果进行了分析与评价。研究发现,在千米深井厚层坚硬顶板的工作面实施水力压裂进行切顶卸压技术效果明显,有效实现了厚层基本顶分层分次逐渐垮落,降低了工作面顶板的周期来压显现强度。现场试验发现,在此环境下出现钻孔施工困难,需采用单孔多次压裂、增加注水量、强力封孔等措施使每个压裂钻孔充分发挥作用。实践证明,采用该技术后,千米深井厚层坚硬顶板难垮落问题得以有效解决。 展开更多

关键词 千米深井 坚硬基本顶 “孤岛”工作面 水力压裂卸压 数值模拟 矿压监测

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辛置煤矿厚硬基本顶大巷煤柱回收工作面运输巷支护设计

9

作者 徐文贵 《当代化工研究》 CAS 2024年第6期156-158,共3页

针对霍州煤电集团辛置煤矿厚硬基本顶大巷煤柱回收工作面运输顺槽支护难的问题,本文采用FLAC3D数值模拟研究方法,对运输顺槽进行分析设计。模拟结果显示:工作面回采稳定后,运输顺槽顶板塑性区最大发育深度为4.5 m,两帮塑性区最大发育深... 针对霍州煤电集团辛置煤矿厚硬基本顶大巷煤柱回收工作面运输顺槽支护难的问题,本文采用FLAC3D数值模拟研究方法,对运输顺槽进行分析设计。模拟结果显示:工作面回采稳定后,运输顺槽顶板塑性区最大发育深度为4.5 m,两帮塑性区最大发育深度为2 m,最终确定,工作面运输顺槽巷帮采用锚杆、网支护,顶板采用锚杆、锚索、锚网混合支护。现场实测结果表明,测点段巷道围岩顶板围岩变形稳定在350 mm,顶板变形量稳定在240 mm。 展开更多

关键词 厚硬基本顶 回收工作面 数值模拟 塑性区

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澄合矿区10^#煤层坚硬顶板工作面矿压显现规律 被引量：5

10

作者 索永录 郭洋 +1 位作者 吴桥宁 周麟晟 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第7期1-2,共2页

应用现场观测方法研究了10^#煤层综采工作面矿压显现规律。结果显示。来压步距明显较大，矿压显现强烈，支架载荷较高。

关键词 坚硬顶板 工作面 矿压 支架载荷

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水力压裂技术在采煤工作面顶板弱化中应用研究 被引量：2

11

作者 高金强 《山西化工》 2022年第8期120-121,129,共3页

为解决坚硬顶板矿压显现异常以及采空区悬顶面积大问题,提出采用水力压裂技术对顶板进行弱化,并依据现场情况对水力压裂技术方案进行设计。现场应用表明,水力压裂后在压裂区域内顶板裂隙扩展,承载能力以及稳定性等均有所降低,采面回采... 为解决坚硬顶板矿压显现异常以及采空区悬顶面积大问题,提出采用水力压裂技术对顶板进行弱化,并依据现场情况对水力压裂技术方案进行设计。现场应用表明,水力压裂后在压裂区域内顶板裂隙扩展,承载能力以及稳定性等均有所降低,采面回采至水力压裂影响区后采面矿压显现不明显,采空区顶板可及时垮落,现场取得较好顶板弱化成果。 展开更多

关键词 水力压裂 坚硬顶板 回采工作面 顶板弱化 矿压显现 顶板卸压

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采场坚硬顶板二次断裂的初步研究 被引量：4

12

作者 谭云亮 蒋金泉 宋扬 《山东矿业学院学报》 CAS 1990年第2期133-138,共6页

通过相似材料模拟试验、力学分析、现场研究,指出坚硬顶板二次断裂是客观存在的,二次断裂位置决定了顶板与支护的稳定性。研究表明,二次断裂主要发生在煤壁处和切顶线处、也可能在煤壁前方,其决定于顶板厚度与悬顶距、支护阻力及煤体残... 通过相似材料模拟试验、力学分析、现场研究,指出坚硬顶板二次断裂是客观存在的,二次断裂位置决定了顶板与支护的稳定性。研究表明,二次断裂主要发生在煤壁处和切顶线处、也可能在煤壁前方,其决定于顶板厚度与悬顶距、支护阻力及煤体残余强度,通过改变支护阻力可以实现二次断裂位置的控制。 展开更多

关键词 采场 顶板 断裂 采场支护

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坚硬覆岩大倾角综采工作面安全开采保障技术研究 被引量：4

13

作者 吕兆海 苑振山 +4 位作者 王占亭 刘涛 岳晓军 岳学伟 张戈军 《中国煤炭》 2021年第3期72-79,共8页

坚硬覆岩大倾角煤层开采面临坚硬基本顶大面积悬顶、液压支架倾斜挤架、煤壁飞矸、刮板输送机“上窜下滑”等典型问题,严重制约安全高效开采。基于工作面顶板载荷及垮落步距提出爆破预裂强制放顶;基于覆岩“三带”参数,构建超前疏放水体... 坚硬覆岩大倾角煤层开采面临坚硬基本顶大面积悬顶、液压支架倾斜挤架、煤壁飞矸、刮板输送机“上窜下滑”等典型问题,严重制约安全高效开采。基于工作面顶板载荷及垮落步距提出爆破预裂强制放顶;基于覆岩“三带”参数,构建超前疏放水体系;基于支架失稳、飞煤飞矸、刮板输送机下滑,构建采场管控措施;基于自然发火分析,构建注氮灌浆综合防灭火体系;基于LMSAC 1.0支架电液控系统、LASC高精度三维惯导定位系统、SAV视频监测系统,构建设备分机控制及设备集成控制,为实现大倾角煤层工作面安全高效开采提供了新技术与新思路。 展开更多

关键词 坚硬覆岩 大倾角 保障技术 顶板管控体系 排水体系 采场管控体系 防灭火控制体系 智能监测监控体系

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坚硬顶板回采工作面瓦斯综合防治技术分析 被引量：1

14

作者 钮剑武 《山西冶金》 CAS 2022年第9期180-181,共2页

山西某矿3506综采工作面回采的5号煤层为坚硬顶板,采面回采期间由于采空区悬空面积大、采面矿压显现剧烈等,导致采空区瓦斯涌出量较高,从而给煤炭安全回采带来威胁。为此,提出综合使用顶板弱化、漏风通道封堵、回风隅角埋管预抽等方式... 山西某矿3506综采工作面回采的5号煤层为坚硬顶板,采面回采期间由于采空区悬空面积大、采面矿压显现剧烈等,导致采空区瓦斯涌出量较高,从而给煤炭安全回采带来威胁。为此,提出综合使用顶板弱化、漏风通道封堵、回风隅角埋管预抽等方式进行瓦斯治理,并依据采面现场实际情况对各治理技术方案进行设计。现场应用后,采面回采期间采面来压强度明显降低同时回风隅角以及回风巷内瓦斯浓度均在安全范围内,现场取得较好的应用成果。 展开更多

关键词 坚硬顶板 回采工作面 顶板弱化 瓦斯治理

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坚硬顶板工作面高静载型回采巷道冲击地压显现规律研究 被引量：1

15

作者 杨博飞 孙宇俊 韦钊 《当代化工研究》 2022年第16期107-109,共3页

针对平顶山己_(16.17)煤层坚硬顶板工作面回采巷道底鼓等冲击显现问题,在超前区域使用大直径钻孔卸压技术,研究己_(16.17)煤层回采巷道的冲击地压显现规律。结果表明:己_(16.17)煤层回风巷左侧煤柱超前工作面71m范围高应力集中;工作面... 针对平顶山己_(16.17)煤层坚硬顶板工作面回采巷道底鼓等冲击显现问题,在超前区域使用大直径钻孔卸压技术,研究己_(16.17)煤层回采巷道的冲击地压显现规律。结果表明:己_(16.17)煤层回风巷左侧煤柱超前工作面71m范围高应力集中;工作面临空侧应力呈“L”型分布,超前区域出现应力集中。该规律总结可降低类似坚硬顶板工作面煤层回采巷道发生冲击地压的风险,保障坚硬顶板工作面顺利开采。 展开更多

关键词 坚硬顶板工作面 高静载 回采巷道 冲击地压 显现规律

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坚硬顶板工作面矿压显现规律实测研究 被引量：2

16

作者 段瑞 《山东煤炭科技》 2014年第8期51-53,共3页

该文通过矿压实测，掌握了15301坚硬顶板工作面来压步距、来压强度、动载系数等采场矿压变化规律。对回采过程中支架载荷进行分析，可得工作面载荷分布呈现两端小、中间大的近似正态分布，工作阻力主要分布在2500~7000kN，约占统计循环... 该文通过矿压实测，掌握了15301坚硬顶板工作面来压步距、来压强度、动载系数等采场矿压变化规律。对回采过程中支架载荷进行分析，可得工作面载荷分布呈现两端小、中间大的近似正态分布，工作阻力主要分布在2500~7000kN，约占统计循环数的72.5%，支架适应性较好。回采过程中，尤其是来压期间，煤壁片帮现象较明显，针对该问题给出了合理的防煤壁片帮措施。 展开更多

关键词 坚硬顶板工作面 矿压规律 载荷分析 片帮

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顶板深孔预裂爆破在回采工作面过煤柱中的应用 被引量：1

17

作者 吕照辉 原留创 朱强 《中州煤炭》 2009年第9期4-5,10,共3页

为了解决突出煤层坚硬顶板回采工作面顶板悬露不垮和采空区爆破放顶易引起瓦斯爆炸的问题,针对演马庄矿顶板特性,采用拉槽断裂法对基本顶进行预裂爆破,以干预初次来压;建立测站,观测了工作面回采期间的矿压变化和顶板位移。通过实施初... 为了解决突出煤层坚硬顶板回采工作面顶板悬露不垮和采空区爆破放顶易引起瓦斯爆炸的问题,针对演马庄矿顶板特性,采用拉槽断裂法对基本顶进行预裂爆破,以干预初次来压;建立测站,观测了工作面回采期间的矿压变化和顶板位移。通过实施初次来压前的深孔预裂爆破,降低了初次来压的强度和初次来压形成飓风的可能性,达到回采工作面安全生产的目的。 展开更多

关键词 坚硬顶板 初次来压 预裂爆破 矿压观测 回采工作面 拉槽断裂法

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荣泰煤矿坚硬顶板采场支护控制技术研究

18

作者 石建军 严德忠 《华北科技学院学报》 2014年第3期48-51,共4页

采用理论分析、现场实测、数据分析的方法,研究了荣泰煤矿10104工作面坚硬顶板运动特征及矿压显现规律、采场动压影响下覆岩结构及其围岩运动特征、坚硬顶板支护控制技术措施,为相似条件下的采场围岩控制技术提供了参考。

关键词 坚硬顶板 综采面 支护 围岩控制

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地表深孔爆破卸压技术在资源整合矿井坚硬顶板综放工作面的应用

19

作者 陈计珍 《山西煤炭》 2015年第1期64-65,69,共3页

华夏煤业井田有4层可采煤层,3号、4号、6号、9号、11号中的3号煤层不可采。4号煤层在资源整合前已基本采完,且大多采用落后的"以掘代采"回采工艺,4号煤层顶板基本没有正常垮落。资源整合后,首采工作面设计6号层1161工作面,为... 华夏煤业井田有4层可采煤层,3号、4号、6号、9号、11号中的3号煤层不可采。4号煤层在资源整合前已基本采完,且大多采用落后的"以掘代采"回采工艺,4号煤层顶板基本没有正常垮落。资源整合后,首采工作面设计6号层1161工作面,为确保浅埋煤层综放工作面安全生产,避免4号层采空区老顶来压形成二次冲击危及6号层1161工作面人身安全及损坏设施、设备,造成全矿井风流逆转事故。现以华夏煤业6号煤层1161综放工作面为例,实施地表深孔预裂爆破卸压技术,达到破坏顶板的完整性,使其周期性阶梯垮落,减少老顶悬空面积实现安全生产。 展开更多

关键词 深孔爆破 坚硬顶板 综放工作面

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坚硬顶板弱化技术对工作面矿压显现规律的影响研究 被引量：17

20

作者 熊晓峰 黄庆国 +1 位作者 李佳 张春雷 《煤炭工程》 北大核心 2016年第1期77-80,共4页

针对坚硬顶板综采工作面来压步距大、矿压显现强烈、管理难度大等问题,以卡洼掌煤矿坚硬顶板条件为工程背景,在理论计算顶板垮落步距的基础上,提出切眼切顶爆破和两巷超前预裂爆破的顶板弱化技术,并对现场矿压数据进行监测,分析顶板弱... 针对坚硬顶板综采工作面来压步距大、矿压显现强烈、管理难度大等问题,以卡洼掌煤矿坚硬顶板条件为工程背景,在理论计算顶板垮落步距的基础上,提出切眼切顶爆破和两巷超前预裂爆破的顶板弱化技术,并对现场矿压数据进行监测,分析顶板弱化效果,研究结果表明:坚硬顶板整体性强、力学性能好,初次及周期来压步距均较大,经过对坚硬顶板采取爆破强制放顶技术,减小了工作面的来压强度,保证了工作面的安全高效生产。 展开更多

关键词 坚硬顶板 弱化技术 工作面矿压 切顶爆破 超前预裂爆破

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