坚硬顶板强度高,节理、裂隙不发育,具有整体性好和自稳能力强等特点,在开采过程中容易形成大面积悬顶,特别是回采初期悬顶面积更大。在该顶板条件下采用综放开采,初采期间由于采空区顶板不能及时垮落,极易导致顶煤破碎、支架不接顶、移架困难及工作面漏风。突然大面积垮落时,又会对支架造成大的冲击性破坏；同时将采空区内的有害气体瞬间挤出,极易导致工作面瓦斯超限。因此,现场为防止这种大面积来压隐患,初采期间往往不回收顶煤,资源浪费严重。因此,在坚硬顶板煤层开采过程中,有必要将顶板进行弱化,使其能够及时垮落,从而保证工作面的安全生产,并提高资源回收率。研究表明我国煤层赋存条件复杂,在我国有一半以上的矿区存在坚硬顶板的威胁,可见属于坚硬顶板的煤层相当普遍。就目前综采工作面中也有38%的属于坚硬顶板。目前,坚硬顶板爆破弱化技术大多依靠经验,而从理论上对顶板弱化技术进行系统研究的还不多。本文以余吾煤业N2105工作面为主要研究对象,采用实验室物理力学试验、理论分析、数值模拟计算和现场实践等方法,对坚硬顶板开切眼深孔预裂爆破理论和实践进行了系统的研究。主要内容和结论如下：(1)通过矿井的实地调研和资料搜集,掌握在余吾煤业生产条件下采空区处理方法、顶板控制管理技术,为项目研究提供基础资料。在此基础上,对N2105工作面煤层及顶、底板进行物理力学性质试验研究,掌握N2105工作面煤层及顶、底板岩石的物理力学参数。N2105工作面老顶的单轴抗压强度107.96MPa,抗拉强度5.77MPa,属坚硬顶板,工作面初采期间,易形成大面积悬顶。因此有必要提前弱化顶板,保证工作面生产安全。(2)在实验室所得岩石力学参数的基础上,理论分析N2105坚硬顶板工作面开采的矿压显现规律以及安全隐患,并选取开切眼深孔预裂的方法来弱化N2105工作面顶板。(3)在实验室所得岩石力学参数的基础上,通过理论计算N2105工作面深孔预裂的主要参数。本次爆破选用煤矿许用三级乳化炸药,药卷直径60mm,炮孔直径75mm,炮孔间距7m,垂直深度15.2m,炮孔仰角45°,炮眼深度21.5m,连续不耦合装药,不耦合系数1.25,每个炮孔装药量为45kg,一次装药,每次起爆三个炮孔。(4)使用UDEC软件分别数值模拟余吾煤业N2105工作面未切顶与爆破切顶两种情况下顶板初次垮落情况。工作面未切顶时,直接顶初次垮落步距为21m,基本顶初次来压步距45m；工作面切顶后,直接顶初次垮落步距变为12m,基本顶初次来压步距变为33m,且初次来压强度明显降低。(5)根据以上结论制定出合理的开切眼深孔预裂方案,并根据现场经验编制了合理的爆破工艺。最后进行现场实践。实践表明,采用该研究成果,有效预防了工作面回采初期顶板大面积来压造成的隐患；同时,提前回收了顶煤,经济、安全效益显著,为类似条件下的综放工作面开采提供了借鉴。