Abstract As underground mining progresses to deeper levels, roadway control has become a significant issue in the development of modern mines with characteristics of a high yield and high efficiency. To protect deep roadways from dynamic disasters, an innovative approach based on cutting the roof by energy-gathering blasting for protecting the roadway (CREGBPR) was studied. First, the key technique of energy-gathering blasting was introduced. CREGBPR was developed by using the blasting technique and to directionally cut the roof above the roadway following a specific design. Theoretical analysis, numerical simulation, and field tests were combined to analyze the roadway control mechanism of CREGBPR. Compared with the original approach, the CREGBPR approach uses the broken and expanded rock mass to support the fractured structure of the main roof, reducing the impact on the retained roadway. Furthermore, the improvement in the structure eliminates the roof overhanging the roadway coal pillar. The pillars can serve as integrated supporting bodies that bear the abutment stress. Meanwhile, the stress environment is improved significantly by the roof cutting effect; the stress evolution includes new areas in which the stress distributes more uniformly. As a result, these independent effects induced by CREGBPR are integrated to protect the roadway effectively. A field test was conducted to verify the effectiveness of CREGBPR. The roadway convergence and roof weighting were significantly reduced. The research results prove that the CREGBPR approach is feasible for engineering applications and can protect roadways in deep mines.

中文翻译：

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基于聚能爆破截顶的煤矿巷道保护创新方法

摘要 随着地下开采向更深层次发展，巷道控制已成为现代矿山高产高效发展的重要课题。为保护深部巷道免受动力灾害影响，研究了一种基于聚能爆破切割屋顶的巷道防护创新方法（CREGPPR）。首先介绍了聚能爆破的关键技术。CREGPR 是通过使用爆破技术开发的，并按照特定设计定向切割道路上方的屋顶。结合理论分析、数值模拟和现场试验，对CREGBPR的巷道控制机理进行了分析。与原方法相比，CREGBPR方法利用破碎膨胀的岩体支撑主顶板的裂隙结构，减少对保留道路的影响。此外，结构上的改进消除了悬在巷道煤柱上的顶板。支柱可以作为承受基台应力的整体支撑体。同时，屋顶切割效果显着改善了应力环境；应力演化包括应力分布更均匀的新区域。因此，这些由 CRREGBPR 引起的独立效应被整合在一起，以有效地保护道路。进行了现场测试以验证 CREGPR 的有效性。道路收敛和屋顶权重显着降低。研究结果证明，CREGBPR方法在工程应用中是可行的，可以保护深部矿井巷道。结构上的改进消除了悬在巷道煤柱上的顶板。支柱可以作为承受基台应力的整体支撑体。同时，屋顶切割效果显着改善了应力环境；应力演化包括应力分布更均匀的新区域。因此，这些由 CRREGBPR 引起的独立效应被整合在一起，以有效地保护道路。进行了现场测试以验证 CREGPR 的有效性。道路收敛和屋顶权重显着降低。研究结果证明，CREGBPR方法在工程应用中是可行的，可以保护深部矿井巷道。结构上的改进消除了悬在巷道煤柱上的顶板。支柱可以作为承受基台应力的整体支撑体。同时，屋顶切割效果显着改善了应力环境；应力演化包括应力分布更均匀的新区域。因此，这些由 CRREGBPR 引起的独立效应被整合在一起，以有效地保护道路。进行了现场测试以验证 CREGPR 的有效性。道路收敛和屋顶权重显着降低。研究结果证明，CREGBPR方法在工程应用中是可行的，可以保护深部矿井巷道。支柱可以作为承受基台应力的整体支撑体。同时，屋顶切割效果显着改善了应力环境；应力演化包括应力分布更均匀的新区域。因此，这些由 CRREGBPR 引起的独立效应被整合在一起，以有效地保护道路。进行了现场测试以验证 CREGPR 的有效性。道路收敛和屋顶权重显着降低。研究结果证明，CREGBPR方法在工程应用中是可行的，可以保护深部矿井巷道。支柱可以作为承受基台应力的整体支撑体。同时，屋顶切割效果显着改善了应力环境；应力演化包括应力分布更均匀的新区域。因此，这些由 CRREGBPR 引起的独立效应被整合在一起，以有效地保护道路。进行了现场测试以验证 CREGPR 的有效性。道路收敛和屋顶权重显着降低。研究结果证明，CREGBPR方法在工程应用中是可行的，可以保护深部矿井巷道。因此，这些由 CRREGBPR 引起的独立效应被整合在一起，以有效地保护道路。进行了现场测试以验证 CREGPR 的有效性。道路收敛和屋顶权重显着降低。研究结果证明，CREGBPR方法在工程应用中是可行的，可以保护深部矿井巷道。因此，这些由 CRREGBPR 引起的独立效应被整合在一起，以有效地保护道路。进行了现场测试以验证 CREGPR 的有效性。道路收敛和屋顶权重显着降低。研究结果证明，CREGBPR方法在工程应用中是可行的，可以保护深部矿井巷道。