无煤柱自成巷技术的核心是通过切顶卸压释放顶板中积聚的能量，利用采空区碎胀岩体的承载特性实现成巷围岩自平衡.坚硬顶板条件下，采空区顶板不易及时垮落，存在悬顶距离长、矸石块度大、碎胀不充分等问题.本文以坚硬顶板无煤柱自成巷为背景，首先分析了无煤柱自成巷碎胀平衡机理，得到了采空区矸石不同时段碎胀承载力学方程；然后，建立了坚硬顶板切顶短臂梁结构模型，明确了顶板变形的可控因素.在此基础上，以减小垮落矸石块度、增大碎胀程度为目标，提出了深浅孔耦合聚能爆破、预裂孔双量控制、支架循环加卸载等坚硬顶板碎胀综合调控方法，并于坚硬砂岩组顶板、巨厚砂砾岩顶板以及厚层灰岩顶板条件进行了工程试验.典型坚硬砂岩组顶板矿井朱家峁煤矿1310工作面采用碎胀综合调控系列技术后，矸石初始碎胀系数、残余碎胀系数分别增大了0.7和0.5;沿倾斜方向地表沉降减小了0.33 m;留巷段未出现底鼓、帮鼓等明显矿压显现.其他类型坚硬顶板矿井应用后，采空区顶板垮落及时且充填密实，验证了坚硬顶板碎胀平衡调控的有效性.

国家自然科学基金项目（52204164）；中国科协青年人才托举工程项目（2021QNRC001）；中央高校基本科研业务费项目（2022XJSB03）；

1 无煤柱自成巷碎胀平衡机理
1.1 无煤柱自成巷平衡开采原理
1.2 采空区矸石压实承载力学分析
2 坚硬顶板岩体碎胀综合调控方法
2.1 坚硬顶板切顶短臂梁变形可控因素分析
2.2 深浅孔耦合聚能爆破
2.2.1 深浅孔耦合聚能爆破机理
2.2.2 深孔浅部导向作用机制
2.3 预裂孔双量控制
2.4 支架循环加卸载
3 坚硬顶板碎胀调控现场工程试验
3.1 坚硬砂岩组顶板典型案例
3.1.1 工程概况
3.1.2 方案设计
1)A段设计
2)B段设计
3.1.3 应用效果
1)碎胀效果对比分析
2)地表岩移对比分析
3)成巷效果对比分析
3.2 其他类型坚硬顶板应用
1)东林煤矿巨厚砂砾岩顶板
2)亿欣煤矿厚层灰岩顶板
4 结 论

何满潮,盖秋凯,高玉兵等.坚硬顶板无煤柱自成巷碎胀平衡机理与调控研究[J].中国矿业大学学报,2023,52(05):831-844+930.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20230626m.