切顶沿空留巷卸压机理及支护技术研究

云驾岭矿9号煤上覆厚硬岩层，采场矿压显现强烈，采用传统的沿空留巷方法围岩控制难度大。以云驾岭矿19103工作面运巷为背景，分析了切顶沿空留巷厚硬直接顶力学平衡条件，得出巷旁需提供不小于1046 kN的支护阻力。采用数值模拟的方法对比了沿空留巷在厚硬直接顶条件下切顶与不切顶时围岩变形及应力、塑性区的分布规律，结果表明：切顶后采空区顶板更容易垮落，留巷顶板稳定时下沉量仅为同期不切顶时的28.2%,切顶后留巷侧顶板垂直应力变小、水平应力增大且围岩塑性区向顶底板深部转移，揭示了预裂切顶卸压的机理为阻断工作面动压的传递以及诱导采空区顶板提前冒落接顶承压，水平应力增大的原因为切缝两侧形成的长、短“悬臂梁”变形的结果。提出了针对厚硬直接顶切顶留巷的顶板控制理念为集中支护切缝端、适当让压和形成“组合悬臂梁”,采用了“长、短锚索+单体液压支柱+可缩性U钢梁”的综合支护技术及挂网喷浆的密闭措施。现场工业性试验效果良好，切顶后留巷顶板锚索受力峰值在350 kN左右，围岩稳定后巷道规格满足二次复用的条件。