三軟煤層堅硬老頂深孔預(yù)裂爆破試驗

張杰 韓慶福 邸廣強 丁自偉 楊敬軒 唐青豹 賈金兌

摘 要：深孔預(yù)裂爆破技術(shù)是巷道開展切頂卸壓進(jìn)行圍巖災(zāi)害控制的重要手段，爆破參數(shù)的合理設(shè)計對于取得良好的預(yù)裂效果至關(guān)重要，以桑樹坪二號井3309工作面運輸平巷堅硬老頂為研究對象，基于對老頂深孔預(yù)裂爆破機(jī)制理論研究，通過經(jīng)驗公式計算求解，結(jié)合現(xiàn)場深孔爆破試驗及爆后孔壁窺視結(jié)果分析，最終通過一系列試驗確定爆破參數(shù)設(shè)計孔徑為75 mm，深度為15 m，裝藥長度為2 m（質(zhì)量6.8 kg），封孔長度為10 m，炮眼間距為0.6 m，單次循環(huán)爆破6個炮眼時，炸藥爆破能量利用率更高，可在相鄰空孔孔壁觀察到明顯的變形破壞、形成貫穿性裂隙等，預(yù)裂效果基本滿足巷道頂板超前卸壓工程實施需求。研究結(jié)果表明：頂板深孔預(yù)裂爆破裂隙區(qū)相互貫通時可取得最佳的預(yù)裂效果，試驗中選取裝藥量越大，炮眼間距越小，導(dǎo)向空孔布置合理，則爆破預(yù)裂效果愈加明顯。研究成果可為類似條件下堅硬老頂深孔預(yù)裂爆破技術(shù)研究提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：深孔預(yù)裂爆破;爆破參數(shù)設(shè)計;鉆孔窺視;裂隙區(qū);三軟煤層;堅硬老頂

中圖分類號：TU 7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1672-9315（2020）06-0988-08

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2020.0608開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Experimental on deep hole pre-splitting blasting

of main roof in three-soft coal seam

ZHANG Jie1，HAN Qing-fu1，DI Guang-qiang1，DING Zi-wei2，3，

YANG Jing-xuan4，TANG Qing-bao2，3，JIA Jin-dui2，3

（1.Shaanxi Shanmei Hancheng Mining Co.，Ltd.，Hancheng 715400，China;

2.College of Energy Science and Engineering，Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China;

3.

Key Laboratory of Western Mine Exploitation and Hazard Prevention，Ministry of Education，

Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China;

4.School of Mines，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221116，China）

Abstract：The determination of reasonable blasting pre-splitting parameters is of great significance to the safety control of the surrounding rock of the roadway. In order to explore the design parameters of the deep-hole pre-splitting blasting to meet the pressure relief requirements of the roadway roof in advance，the 3309 working face of Sangshuping No.2 Well of Hancheng Mining is taken as an example. Based on the theoretical study of the hard roof deep hole pre-splitting blasting mechanism，the calculation through empirical formulas has been made，combined with the on-site deep hole blasting test and the analysis of the hole wall peeping results after the blasting，and finally the test blasting parameter design is determined：the hole diameter is 75 mm，the depth is 15 m，the charge is 2 m（weight 6.8 kg），the sealing length is 10 m，the blasthole spacing is 0.6 m，and when 6 blastholes are blasted in a single cycle，the explosive blasting energy utilization rate is higher，which can be observed on the adjacent hole wall obvious deformation and destruction，formation of penetrating cracks，etc.，basically meeting the implementation requirements of the roadway roof advanced pressure relief project.The research results show that the best blasting effect can be obtained when the blast hole blasting gap area intersects with each other during the roof deep hole pre-splitting blasting. The larger the charge selected during blasting，the smaller the blasthole spacing，and the more reasonable layout of the guiding holes，

the more obvious the effect of hole pre-splitting blasting becomes.The research results can provide a reference for the research of deep hole pre-splitting blasting technology for hard old roofs under similar conditions.

Key words：deep hole pre-splitting blasting;blasting parameters design;drill hole peeking;fissure area;three-soft coal seam;main roof

韓城礦區(qū)桑樹坪二號井主采3#煤層，煤層平均厚度為5.78 m，煤層硬度系數(shù)為0.3～0.8，為典型的“三軟煤層”。煤層強度較低，老頂巖層賦存完整、巖體強度較高，工作面回采后易在采空區(qū)內(nèi)形成較大范圍老頂懸頂[1]，綜放開采條件下區(qū)段煤柱近采空區(qū)側(cè)堅硬老頂懸而不垮，往往會引起巷道近采空區(qū)側(cè)圍巖承受懸頂載荷明顯增加，使得巷道煤柱及底板發(fā)生大范圍破壞等，嚴(yán)重制約礦井安全高效生產(chǎn)。巷道切頂卸壓是進(jìn)行圍巖災(zāi)害控制的重要手段，主要通過水力壓裂、深孔預(yù)裂爆破等方法實現(xiàn)，其中最為有效的是深孔預(yù)裂爆破[2-3]，旨在通過爆破預(yù)裂弱化堅硬頂板巖層，降低臨近開采空間內(nèi)巷道圍巖的應(yīng)力集中狀況。

深孔預(yù)裂爆破技術(shù)的關(guān)鍵就在于設(shè)計合適的預(yù)裂爆破參數(shù)，要求合適的爆破參數(shù)既能弱化堅硬頂板，滿足卸壓需求，又不能對巷道圍巖造成大范圍的破壞。桑樹坪二號井老頂巖層強度高，爆破預(yù)裂困難，且爆破巖層位于8～14 m，深孔爆破受夾制作用明顯，設(shè)計滿足卸壓需求的深孔預(yù)裂爆破參數(shù)愈顯關(guān)鍵。針對這一問題，從深孔預(yù)裂爆破機(jī)理及爆破試驗等方面展開研究，實現(xiàn)不同地質(zhì)條件下堅硬頂板巖層的最佳爆破預(yù)裂意義深遠(yuǎn)。關(guān)于深孔預(yù)裂爆破機(jī)理方面，許多專家學(xué)者做了一定的研究，其中WANG等基于圓孔擴(kuò)張理論計算了粉碎區(qū)、裂隙區(qū)及彈性振動區(qū)的分布范圍[4];曹樹剛等分析了深孔預(yù)裂爆破對于煤巖體微觀結(jié)構(gòu)的影響，確定了深孔控制預(yù)裂爆破時采用10～12 m炮眼間距煤體內(nèi)的滲透孔隙最大[5-6];左建平等研究了基于分形幾何理論下的頂板深孔預(yù)裂爆破機(jī)理[7-8]，給出了不同炮眼布置情況下的分形維數(shù)，認(rèn)為三角形布置時爆炸能量利用率最高[9]。爆破機(jī)理的研究是預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)，針對預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計，張瑾等以塬林煤礦厚層堅硬頂板為背景，研究了頂板破斷規(guī)律及深孔預(yù)裂爆破弱化技術(shù)機(jī)理[10];王志亮等研究了含瓦斯煤體裂隙擴(kuò)展機(jī)理，對頂板煤層預(yù)裂爆破提供了一定理論基礎(chǔ)[11];邵曉寧等對綜采工作面厚硬砂巖頂板斷裂規(guī)律進(jìn)行研究，提出了深孔爆破超前弱化技術(shù)方案[12];劉濤等針對薄煤層沿空留巷切頂卸壓爆破工藝進(jìn)行優(yōu)化，分析確定了深孔預(yù)裂爆破時切縫孔位置、爆破管定向角度、切縫孔裝藥量等因素對于爆破效果的影響[13];唐海等基于MATLAB建立了關(guān)于煤巖強度、孔徑、炸藥和裂隙發(fā)育程度為主要指標(biāo)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深孔預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計識別模型[14]，實現(xiàn)了深孔預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計的自動化。綜上研究可得，深孔預(yù)裂爆破理論已經(jīng)取得了許多研究成果，但是對于不同地質(zhì)條件下深孔預(yù)裂爆破機(jī)制研究、試驗爆破參數(shù)設(shè)計仍需結(jié)合具體試驗效果、地質(zhì)巖性條

件展開進(jìn)一步研究，保證最佳深孔爆破預(yù)裂效果。

文中以韓城礦區(qū)桑樹坪二號井3309工作面運輸平巷堅硬老頂深孔預(yù)裂爆破試驗為工程背景，理論研究深孔預(yù)裂爆破機(jī)制，經(jīng)驗公式求解確定爆破參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)場工程試驗及爆后窺視效果分析進(jìn)一步優(yōu)化爆破參數(shù)，實現(xiàn)最佳的預(yù)裂效果，為堅硬頂板深孔預(yù)裂爆破技術(shù)研究及類似條件下深孔預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計提供參考依據(jù)。

1 工程概況

韓城礦區(qū)桑樹坪二號井主采煤層為3#煤層，煤層厚度為3.5～7.3 m，平均厚度5.78 m，厚度較為穩(wěn)定，煤層傾角3°～9°，平均為6°，煤層硬度系數(shù)為0.3～0.8，基本不含夾矸，屬于“三軟煤層”，直接頂為粉砂巖，厚度為1.5～1.8 m，老頂為致密堅硬的中粒砂巖，厚度為3.0～8.0 m，巖層強度較高。

工作面采用走向長壁后退式綜合放頂煤回采，全部垮落法處理采空區(qū)，采用雙巷布置工作面。試驗于桑樹坪二號井3309工作面運輸平巷開展，巷道沿煤層頂板掘進(jìn)，設(shè)計高度為3.0 m，寬度為4.6 m，兩幫、底板均為松軟的煤層，圍巖穩(wěn)定性較差，試驗巷道布置情況如圖1所示。

目前雙巷布置條件下，3308工作面回風(fēng)平巷和3309工作面運輸平巷同時掘進(jìn)，其中3309工作面運輸平巷服務(wù)時間長，受多次采動影響作用明顯，尤其是3308工作面回采之后，工作面后方巷道圍巖變形破壞程度加劇，煤柱片幫、底鼓現(xiàn)象明顯，進(jìn)行多次拉底返修及擴(kuò)幫后，煤柱幫鼓出量仍達(dá)1.5 m，頂?shù)装迨諗苛窟_(dá)1.65 m以上，嚴(yán)重影響巷道正常使用，對于工作面正常生產(chǎn)接續(xù)具有不利影響。通過試驗研究堅硬頂板深孔預(yù)裂爆破技術(shù)，設(shè)計適合桑樹坪二號井地質(zhì)條件下的堅硬老頂深孔預(yù)裂爆破參數(shù)，對于進(jìn)一步展開切頂卸壓試驗以控制巷道圍巖災(zāi)害至關(guān)重要。

2 深孔預(yù)裂爆破機(jī)制分析

炸藥在巖石空間內(nèi)爆破后，將會以應(yīng)力波和爆生氣體的形式向周圍巖體傳播，兩者聯(lián)合作用下在巖體中形成以爆破炮眼為中心由近到遠(yuǎn)不同的破壞區(qū)域，如圖2所示依次為粉碎區(qū)、裂隙區(qū)及彈性振動區(qū)[15]。

不同的破壞分區(qū)內(nèi)，其巖石破壞機(jī)理有一定區(qū)別。粉碎區(qū)主要是由爆破后產(chǎn)生的沖擊波壓縮周圍巖體形成的，在粉碎區(qū)外，由于沖擊波能量在粉碎區(qū)對孔壁做功出現(xiàn)大幅度衰減，此時主要由應(yīng)力波產(chǎn)生初始裂隙，之后被爆生氣體填充，當(dāng)爆生氣體壓力大于巖石裂隙尖端強度后，巖石裂隙將繼續(xù)向前延伸擴(kuò)展，進(jìn)而形成裂隙區(qū)[16-17]。裂隙區(qū)外，應(yīng)力波與爆生氣體能量均不足以使得巖體發(fā)生破壞，只能以振動波的形式繼續(xù)向外傳播，這一區(qū)域為彈性振動區(qū)。

爆破后裂隙區(qū)半徑可由下式計算[15]

rc=rs

KSc

nST

1/α

（1）

式中 α為與巖石性質(zhì)有關(guān)的衰減指數(shù)，一般取1～2，文中取1.5;rs為裝藥半徑，取0.03 m;K為動載時抗壓強度提高系數(shù)，取10;n為動載時抗拉強度增大系數(shù)，取2;Sc為巖石的單軸抗壓強度，MPa;ST為巖石的抗拉強度，MPa.爆破巖石物理力學(xué)參數(shù)見表1，代入計算可得巖石裂隙區(qū)半徑rc=0.733 m.

對于巖石而言，爆炸后形成的裂隙區(qū)范圍遠(yuǎn)大于粉碎區(qū)，是造成巖石破裂的主要因素。預(yù)裂爆破是通過爆炸在炮眼間巖體形成大范圍裂隙，炮眼間裂隙區(qū)的貫通使得爆破范圍內(nèi)巖體整體強度降低，之后在自重應(yīng)力的作用下沿原有裂隙發(fā)生斷裂破壞。因此，炮眼間裂紋的擴(kuò)展、貫穿是預(yù)裂爆破效果評判的主要標(biāo)準(zhǔn)，如圖3所示，當(dāng)炮眼間距為裂隙區(qū)半徑的兩倍時，最佳的爆破效果使得爆破裂隙區(qū)剛好貫通，形成縱向的貫穿性裂縫。

MENG等研究了空孔效應(yīng)下的爆破裂隙定向擴(kuò)展機(jī)制[18]，如圖4所示，在實際工程爆破過程中，為有效增大爆破裂隙擴(kuò)展范圍，保證預(yù)裂爆破效果，通常會在爆破孔中間布置爆破導(dǎo)向孔，這相當(dāng)于爆破炮眼沿徑向增加了一定的輔助自由面，當(dāng)爆炸后應(yīng)力波傳播至該自由面時，發(fā)生發(fā)射形成拉伸波，此時巖體裂隙區(qū)裂紋尖端同時受到應(yīng)力拉伸波及爆生氣體壓力的聯(lián)合作用，爆破裂隙得到進(jìn)一步擴(kuò)展，有效促進(jìn)了爆破孔間形成貫穿裂隙。除此之外，還可通過觀察導(dǎo)向空孔情況，進(jìn)而判斷爆破效果的好壞，如導(dǎo)向孔是否形成明顯貫穿性裂隙，相鄰爆破孔裂隙區(qū)貫通后是否能從中間導(dǎo)向孔觀察到水汽溢出現(xiàn)象，孔壁是否發(fā)生較大范圍的變形破壞等。

3 深孔預(yù)裂爆破技術(shù)參數(shù)設(shè)計

在具體工程實踐中，還需要結(jié)合現(xiàn)場情況對爆破試驗中所需技術(shù)參數(shù)進(jìn)行具體分析，綜合考慮工藝組織、爆破效果等情況，形成一套既能滿足經(jīng)濟(jì)、技術(shù)要求，又可取得良好爆破效果的深孔預(yù)裂爆破技術(shù)參數(shù)方案。

3.1 爆破參數(shù)理論計算

深孔預(yù)裂爆破技術(shù)參數(shù)設(shè)計主要包括：炮眼布置、裝藥參數(shù)、爆破方式及工藝等。

3.1.1 炮眼布置

炮眼布置主要分為炮眼深度、炮眼間距、炮眼傾角等參數(shù)。首先在綜合考慮爆破層位、鉆孔工藝、裝藥爆破等問題的基礎(chǔ)上，確定炮眼與頂板傾角為75°，直徑為75 mm，其中炮眼深度可根據(jù)頂板巖層垮落（切頂高度H）、煤層厚度M與巖石碎脹系數(shù)K的相互關(guān)系進(jìn)行確定

H+M=KH

（2）

式中 巖石碎脹系數(shù)為1.3～1.5，3#煤層厚度為6.0 m，切縫高度H為12～20 m.當(dāng)碎脹系數(shù)取均值1.4時，求解可得切頂高度H為15 m，由3309工作面巷道頂板情況可知，直接頂厚度為6.8 m，往上含1.2 m砂質(zhì)泥巖，老頂厚度為6.3 m，即切頂段位于8～14.3 m之間，考慮炮眼傾角后深度為14.8 m，綜合確定炮眼深度為15 m較為合理。

深孔預(yù)裂爆破炮眼間距可由下式確定[19]

E=Krbf13

（3）

式中 K為調(diào)整系數(shù)，一般取10～15;rb為炮孔半徑，取37.5 mm;f 為巖石普式系數(shù)，運輸巷堅硬頂板系數(shù)值為8～10.

由于巖石的堅硬程度相對較高，K可取較小值10，硬度系數(shù)取8，代入上式可得該爆破試驗中炮眼間距E=0.75 m，計算所得結(jié)果與裂隙區(qū)半徑近似，炮眼間距設(shè)計理論結(jié)果基本吻合。試驗過程中為保證巖石爆破效果，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)孔間距0.7 m.標(biāo)準(zhǔn)孔間距可根據(jù)現(xiàn)場鉆孔施工、窺視爆破效果等情況在0.5～0.7 m炮眼間距中進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，深孔預(yù)裂爆破炮眼布置如圖5所示。

3.1.2 裝藥參數(shù)

深孔致裂爆破釆用三級煤礦許用水膠炸藥，預(yù)裂爆破效果主要取決于巖石的抗壓強度、設(shè)計炮孔間距、炮孔直徑及炮孔深度等，目前一般采用其中幾個參數(shù)組成的經(jīng)驗公式判斷巖石爆破程度，如下為典型的深孔爆破炸藥量計算公式[20]

Q1=ql=0.034（σc/106）0.63a0.67l

（4）

Q2=ql=0.367（σc/106）0.5a0.86l

（5）

Q3=ql=0.127（σc/106）0.5a0.84（d/2）0.24l

（6）

式中 q為線裝藥密度，kg/m;σc為巖石單軸抗壓強度，Pa，取41.62×106;a為炮眼間距，m;d為炮孔直徑，m，取鉆孔直徑0.075 m;k為巖石系數(shù)，堅硬巖石取1;l為裝藥長度，取2～3 m.

當(dāng)炮孔間距分別取0.5，0.6，0.7 m時，代入公式（4）（5）（6）計算可得深孔預(yù)裂爆破線裝藥密度，計算結(jié)果見表2.

依據(jù)上述經(jīng)驗公式，確定設(shè)計預(yù)裂爆破參數(shù)，見表3，選用筒裝藥進(jìn)行爆破試驗，單卷筒裝炸藥長1 m，炸藥總量3.4 kg，采用串聯(lián)裝藥結(jié)構(gòu)，深孔預(yù)裂爆破裝藥結(jié)構(gòu)如圖6所示，水泡泥封堵2 m，膨脹水泥封孔長度10 m.裝藥時首先將兩卷炸藥與導(dǎo)爆索串聯(lián)，以保證兩卷炸藥不脫節(jié)，之后采用推送管將其送入孔內(nèi)15 m深度位置后，依次進(jìn)行封孔、起爆。

3.1.3 爆破方式及工藝

每6個炮眼為一循環(huán)，主要包括炮眼施工、裝藥、封孔、起爆四個步驟，進(jìn)行爆破完畢后，檢查瓦斯及頂板情況，無異常后撤除警戒。

3.2 深孔預(yù)裂爆破試驗方案

爆破參數(shù)對于爆破效果的影響程度各不相同，受工作面條件及鉆孔設(shè)備等因素的制約，部分參數(shù)均處于固定范圍內(nèi)，如孔徑、炮眼深度等。但在具體爆破試驗過程中，仍需選取炮眼間距、裝藥量這2個主要影響因素進(jìn)行優(yōu)化試驗，確定其參數(shù)的合理取值。

綜上理論計算結(jié)果，可以確定試驗爆破方案見表4.

試驗炮眼布置在3309運輸巷回采里程500～600 m，設(shè)計爆破孔和導(dǎo)向孔間隔裝藥進(jìn)行爆破，采用三級煤礦許用水膠炸藥，采用電雷管一次起爆。爆破炮眼設(shè)計間距、裝藥量等試驗方案見表4，炮眼布置在3309運輸巷靠近煤柱幫位置，距煤柱幫0.2 m（可根據(jù)現(xiàn)場鉆孔情況進(jìn)行調(diào)整），3個爆破孔同時起爆，單次循環(huán)起爆共6個鉆孔距離即4.2 m，單班爆破兩個循環(huán)進(jìn)度。試驗爆破施工藝如圖7所示，試驗階段爆破結(jié)束后，等待5～10 min，在導(dǎo)向孔位置采用鉆孔窺視儀進(jìn)行觀察，根據(jù)檢查試驗爆破效果調(diào)整爆破參數(shù)。

4 工程實踐

以上述深孔預(yù)裂爆破技術(shù)參數(shù)為基礎(chǔ)，在3309運輸巷進(jìn)行深孔預(yù)裂爆破試驗，并依據(jù)工程實踐情況進(jìn)行爆破試驗支護(hù)優(yōu)化，保證巷道回采期間頂板圍巖穩(wěn)定性。

試驗中，為驗證爆破后炮眼周圍巖體裂隙發(fā)育程度，確定試驗預(yù)裂效果，采用TYGD10型巖層鉆孔探測儀對爆破前后導(dǎo)向孔孔壁破壞情況觀測對比，導(dǎo)向孔爆破前后鉆孔窺視效果對比如圖8所示。

由圖8可得：不同方案試驗情況下，炮眼裝藥量越大，炮眼間距越小，深孔預(yù)裂爆破效果愈明顯。方案1和方案2爆破前后效果進(jìn)行對比，可以

看出炮眼間距為500 mm時，采用2卷筒裝藥與3卷筒裝藥爆破效果均較為明顯，沒有較明顯的區(qū)別，均形成肉眼可見的縱向貫穿性裂隙，爆破效果良好。方案2、方案3和方案4爆破前后效果對比，可以看出在裝兩卷筒裝藥的情況下，炮眼間距對于爆破效果具有較為明顯的影響，炮眼間距越大，爆破效果越差，其中對于炮眼間距700 mm情況下，兩卷筒裝藥情況正常起爆，可以看到爆破前后導(dǎo)向孔孔壁無明顯變形，爆破效果不明顯;對于炮眼間距600 mm情況下，爆破后導(dǎo)向孔孔壁出現(xiàn)大量爆破鼓包，孔壁變形破壞明顯，存在較多的微裂隙，爆破效果相對較好，可在回采時支承壓力作用下隨之垮落，基本可以滿足卸壓需求;而炮眼間距500 mm情況下，方案2可形成明顯縱向貫穿裂隙，爆破效果相對明顯，可以很好的滿足卸壓需求，然而單次爆破循環(huán)進(jìn)度為3 m，每天兩個循環(huán)進(jìn)度情況下，爆破進(jìn)度為6 m/d，略小于回采進(jìn)度，不能較好的滿足超前卸壓工程進(jìn)度需要。

因此，為提高試驗爆破效率，使得圍巖穩(wěn)定性處于可靠范圍內(nèi)，保證爆破循環(huán)效率能有效滿足回采進(jìn)度要求，為超前卸壓工程提供保障，需適當(dāng)提高炮眼間距，降低裝藥量。確定選用方案2裝藥2卷筒裝炸藥、炮眼間距設(shè)計600 mm爆破參數(shù)設(shè)計進(jìn)行試驗爆破更為合理，最終確定深孔預(yù)裂爆破技術(shù)參數(shù)見表5.

5 結(jié) 論

1）理論計算確定桑樹坪二號井3309工作面運輸平巷堅硬老頂爆破裂隙區(qū)半徑為0.733 m，為取得最佳爆破預(yù)裂效果，要求爆破所形成的裂隙瞬時擴(kuò)展直至相互貫通，炮眼間距應(yīng)小于1.4 m，同時在炮眼中部布置空孔以導(dǎo)向預(yù)裂，可進(jìn)一步提高爆破預(yù)裂效果。

2）通過經(jīng)驗公式計算求解確定深孔預(yù)裂爆破參數(shù)，爆破炮眼深度為15 m，炮眼與煤柱側(cè)頂板傾角為75°，孔徑為75 mm，6個炮眼為一個循環(huán)進(jìn)行起爆，設(shè)計四組試驗方案，綜合考慮不同炮眼間距（500，600，700 mm）、不同裝藥長度2 m（質(zhì)量6.8 kg）、3 m（質(zhì)量10.2 kg）2個主要影響因素對于實際爆破預(yù)裂效果的影響。

3）炮眼間距越小，裝藥量越大，試驗爆破預(yù)裂效果愈明顯，綜合考慮工作面推進(jìn)速度、爆破效率、窺視預(yù)裂結(jié)果等因素，最終確定當(dāng)炮眼間距為600 mm，裝藥長度為2 m（質(zhì)量6.8 kg）時可以較好滿足卸壓工程實施需求，此時在炮眼深度10～15 m范圍巖層裂隙區(qū)明顯貫通，孔壁變形破壞明顯，爆破預(yù)裂效果良好。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 郭德勇，商登瑩，呂鵬飛，等.深孔聚能爆破堅硬頂板弱化試驗研究[J].煤炭學(xué)報，2013，38（7）：1149-1153.

GUO De-yong，SHANG Deng-ying，LV Peng-fei，et al.Experimental research of deep-hole cumulative blasting in hard roof weakening[J].Journal of China Coal Society，2013，38（7）：1149-1153.

[2]于斌，劉長友，楊敬軒，等.堅硬厚層頂板的破斷失穩(wěn)及其控制研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，42（3）：342-348.YU Bin，LIU Chang-you，YANG Jing-xuan，et al.Research on the fracture in stability and its control technique of hard and thick roof[J].Journal of China University of Mining & Technology，2013，42（3）：342-348.

[3]單鵬飛，來興平，崔峰，等.急斜煤層采空區(qū)頂板弱化方案優(yōu)化及效果評價[J].西安科技大學(xué)學(xué)報，2019，39（3）：381-387.SHAN Peng-fei，LAI Xing-ping，CUI Feng，et al.Scheme optimization and its effect evaluation of void roof weakening in mining steeply inclined coal seams[J].Journal of Xian University of Science and Technology，2019，39（3）：381-387.

[4]WANG F T，TU S H，YUAN Y，et al.Deep-hole pre-split blasting mechanism and its application for controlled roof caving in shallow depth seams[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2013：64，112-121.

[5]曹樹剛，李勇，劉延保，等.深孔控制預(yù)裂爆破對煤體微觀結(jié)構(gòu)的影響[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2009，28（4）：673-678.CAO Shu-gang，LI Yong，LIU Yan-bao，et al.Influence of deep-hole controlled pre-cracking explosion on microstructure of coal[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2009，28（4）：673-678.

[6]王超，伍永平，陳世江，等.煤礦巷道頂板宏觀單裂隙的力學(xué)行為及影響分析[J].西安科技大學(xué)學(xué)報，2019，39（2）：217-223.WANG Chao，WU Yong-ping，CHEN Shi-jiang，et al.Influential analysis and mechanical behavior of macroscopic single fracture in roadway roof[J].Journal of Xian University of Science and Technology，2019，39（2）：217-223.

[7]左建平，孫運江，姜廣輝，等.淺埋工作面頂板預(yù)裂分形爆破力學(xué)與模擬分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2016，44（6）：33-38.ZUO Jian-ping，SUN Yun-jiang，JIANG Guang-hui，et al.Analysis on mechanical behavior and simulation of roof fractal pre-splitting blasting in shallow depth coal mining face[J].Coal Science and Technology，2016，44（6）：33-38.

[8]ZUO J P，LI Z D，ZHAO S K，et al.A study of fractal deep-hole blasting and its induced stress behavior of hard roof strata in Bayangaole coal mine，China[J].Advances in Civil Engineering，2019，2019（PT.2）：9504101.1-9504101.14.

[9]Please C P，Mason D P，Khalique C M，et al.Fracturing of an euler-bernoulli beam in coal mine pillar extraction[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2013，64：132-138.

[10]張瑾.厚層堅硬頂板破斷規(guī)律及深孔預(yù)裂爆破弱化技術(shù)的研究與應(yīng)用[D].中國礦業(yè)大學(xué)，2016.ZHANG Jin.Research and application of fracture law and deep hole presplit blasting weakening technology in hard and thick roof[D].China University of Mining and Technology，2016.

[11]王志亮.煤層深孔預(yù)裂爆破裂隙擴(kuò)展機(jī)理與應(yīng)用研究[D].北京：中國礦業(yè)大學(xué)（北京），2010.WANG Zhi-liang.Mechanism and application researches on fracture propagation of deep-hole pre-splitting blasting in coal seam[D].Beijing：China University of Mining and Technology（Beijing），2010.

[12]邵曉寧.厚硬砂巖頂板破斷規(guī)律及深孔超前爆破弱化技術(shù)研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)，2014.SHAO Xiao-ning.Research of fracture law and deep hole advance blasting technology in hard and thick sandstone roof[D].Huainan：Anhui University of Science and Technology，2014.

[13]劉濤，郭峰，余建東.薄煤層沿空留巷工藝與支護(hù)優(yōu)化應(yīng)用研究[J].煤炭技術(shù)，2020，39（2）：20-22.LIU Tao，GUO Feng，YU Jian-dong.Research on optimization and application of process and support along empty lane of mining on thin coal seams[J].Coal Technology，2020，39（2）：20-22.

[14]唐海.巖石預(yù)裂爆破成縫分析及爆破參數(shù)確定的智能研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2004.TANG Hai.Intelligent study on parameter and crack analysis of rock in pre-split in blasting[D].Wuhan：Wuhan University of Technology，2004.

[15]譚誠.煤層巨厚堅硬頂板超前深孔爆破強制放頂技術(shù)研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)，2011.TAN Chen.Research on advance deep hole loose blasting technology in coal seam thick hard roof[D].Huainan：Anhui University of Science and Technology，2011.

[16]DING Z W，JIA J D，LI X F，et al.Experimental study and application of medium-length hole blasting technique in coal-rock roadway[J].Energy Science & Engineering，2020，8（5）：1554-1556.

[17]費鴻祿，洪陳超.應(yīng)力波和爆生氣體共同作用下裂隙區(qū)范圍研究[J].爆破，2017，34（1）：33-36，107.FEI Hong-lu，HONG Chen-chao.Study on crushed and fracture zone range under combined action of stress and detonation gas[J].Blasting，2017，34（1）：33-36，107.

[18]MENG N K，BAI J B，YONG C，et al.Damage evolution mechanisms of rock induced by blasting with the aid of empty-hole effect[J].Energies，2020，13（3）：756.

[19]高魁，劉澤功，劉健，等.深孔爆破在深井堅硬復(fù)合頂板沿空留巷強制放頂中的應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2013，32（8）：1588-1594.GAO Kui，LIU Ze-gong，LIU Jian，et al.Application of deep borehole blasting to god-side entry retaining forced roof caving in hard and compound roof deep well[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2013，32（8）：1588-1594.

[20]陳俊樺，張家生，李新平.基于巖石爆破損傷理論的預(yù)裂爆破參數(shù)研究及應(yīng)用[J].巖土力學(xué)，2016，37（5）：1441-1450.CHEN Jun-hua，ZHANG Jia-sheng，LI Xin-ping.Study of presplitting blasting parameters and its application based on rock blasting-induced damage theory[J].Rock and Soil Mechanics，2016，37（5）：1441-1450.