磨砂射流轴向切顶技术为近些年开发的新技术，其防冲机理研究还不够明确。以大海则煤矿20101工作面为工程背景，采用理论分析和现场实测等方法，分析了采取磨砂射流轴向切顶技术前后覆岩空间结构特征，研究切顶对厚硬岩层能量聚集和侧向支承压力分布规律影响，揭示了磨砂射流轴向切顶技术防冲机理，结论如下：①采取磨砂射流轴向切顶技术后增加了顶板岩层裂隙，致使顶板短边断裂线向前移动减小或消除悬臂作用，降低切顶区域下方的静态支承压力，与此同时，切顶后顶板及时冒落并对上位岩层进行支撑，降低上位岩层能量聚集和来压产生的动载压力，降低冲击危险；②采用瞬变电磁探测仪和统计疏水孔排水速度方法对切顶前后顶板视电阻率和排水速度进行探测和统计评估切顶效果，相比切顶前，切顶后高位岩层视电阻率显著升高，低位岩层视电阻率局部升高，与此同时疏水孔平均排水量为0.88m3/h，提高了1.47倍，表明切顶后高低位岩层含水率显著降低，排水速度加快，顶板裂隙明显增加，切顶效果良好；③20101工作面微震和支架阻力监测结果表明：采用磨砂射流轴向切顶技术后，端头顶板及时垮落未出现悬顶作用，支架循环末阻力明显增大，微震事件总能量、总频和大能量事件频次分别下降56.50%、63.02%和33%，微震事件沿走向方向距工作面煤壁增大了30m、倾向方向频次减少，顶板破裂高度从145m降低到75m。

1 引 言
2 磨砂射流轴向切顶技术工艺简介
3 磨砂射流轴向切顶技术前后覆岩空间结构特征
4 磨砂射流轴向切顶技术防冲原理
4.1 磨砂射流轴向切顶技术对厚硬顶板能量聚集影响
4.2 磨砂射流轴向切顶技术前后侧向支承压力估算
4.2.1 基于载荷三带理论侧向支承压力估算模型
4.2.2 基于载荷三带理论磨砂射流轴向切顶技术后侧向支承压力估算模型
4.2.3 工程实例分析
4.3 磨砂射流轴向切顶技术防冲机制
5 现场应用
5.1 工程背景
5.2 采取磨砂射流轴向切顶技术后效果分析
5.2.1 压裂前后上覆岩层电阻率变化
5.2.2 压裂前后疏水孔流量变化
5.3 卸压防冲效果分析
5.3.1 顶板垮落情况
5.3.2 支架压力监测分析
5.3.3 微震监测分析
6 结 论

杨光宇,智宝岩,张晨阳,等.磨砂射流轴向切顶技术防冲机理及效果研究[J/OL].煤炭学报,1-13[2024-12-03].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1126.