综放工作面沿空留巷采空区顶板一次大范围垮落易造成巷旁充填体冲击破坏。为保证留巷稳定性，区别于传统的大角度倾斜切顶方式提出了厚硬顶板水平切缝分组有控切顶方法，通过控制顶板垮落厚度从源头减小顶板垮落对巷旁充填体的侧向冲击破坏。以山西寿阳平安矿150110综放沿空留巷为背景，建立了分组垮落力学模型，解析了上、下分层的挠曲变形和相互作用力的表达式，厘清了厚硬顶板分层后下分层受到上分层压力以及自身重力作用后破断垮落的内在过程，揭示了厚硬顶板分组垮落机理。根据顶板分层垮落运动的四个过程：顶板破断回转、顶板与采空区矸石碰撞、采空区矸石压实吸能、矸石压实后对巷旁侧向冲击。针对矸石压实后对巷旁充填体产生侧向冲击载荷这一过程，建立了顶板垮落冲击力学模型，基于位移变分法推导出顶板垮落对巷旁充填体产生的侧向冲击载荷表达式。分析了厚硬顶板分层厚度和强度、直接顶厚度和岩性对侧向冲击载荷的影响规律，结合敏感性分析得到了各因素的影响程度大小关系，并通过UDEC数值模拟验证了分组有控切顶可减小顶板垮落对巷旁充填体的冲击破坏。结果表明：①厚硬顶板分层厚度越大，侧向冲击载荷越大；②厚硬顶板分层后由下至上依次垮落，产生的侧向冲击载荷逐渐减小，随着分层厚度与垮落高度的减小，垮落产生的侧向作用趋于静载状态；③巷旁充填体所受冲击载荷主要集中在中下部，随着直接顶厚度增加，巷旁充填所受冲击载荷逐渐减小且呈均匀分布；④厚硬顶板强度的变化（即厚硬顶板垮落长度的变化）对其分层垮落产生的侧向冲击载荷影响较小，且随着顶板强度的增大，侧向冲击载荷逐渐增大；⑤侧向冲击载荷与直接顶的碎胀系数Kp呈负相关，与弹性模量E、泊松比μ呈正相关，并随着直接顶强度的增大而减小。工程应用中尽可能减小低位厚硬顶板的分层厚度，适当增大高位厚硬顶板的分层厚度，减小切顶工程量。

1 引言
2 厚硬顶板分组有控切顶提出
3 综放沿空留巷厚硬顶板分组垮落力学分析
3.1 工程地质条件
3.2 厚硬顶板分组垮落力学模型建立
3.3 厚硬顶板分组垮落机理研究
3.3.1 下分层垮落前上分层的挠曲变形分析
3.3.2 下分层垮落后上分层的挠曲变形分析
3.3.3 上分层对下分层的作用力解析
4 厚硬顶板分组垮落侧向冲击载荷分析
4.1 厚硬顶板分组垮落侧向冲击载荷力学模型
4.2 厚硬顶板分组垮落侧向冲击载荷解析
5 厚硬顶板分组垮落侧向冲击载荷影响因素分析
5.1 厚硬顶板分层垮落厚度的影响
5.2 厚硬顶板强度的影响
5.3 直接顶厚度的影响
5.4 直接顶岩性的影响
5.4.1 单因素作用的影响
5.4.2 多因素共同作用的影响
5.5 各影响因素敏感性分析
6 厚硬顶板分组垮落数值模拟验证
6.1 UDEC数值模型建立与参数校正
6.1.1 数值模型建立
6.1.2 数值模型参数校正
6.2 巷旁充填体受侧向作用后的稳定性分析
7 讨论与展望
8 结论

冯国瑞,马子杰,吴文达,等.综放充填体沿空留巷厚硬顶板预裂分组垮落控制机理研究[J/OL].煤炭学报,1-20[2025-03-27].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1620.