工作面開采正斷層活化規(guī)律及采動應力演化特征.pdf

1、斷層是煤礦開采中常見、影響較大的地質構造。斷層破壞了巖層連續(xù)整體賦存狀態(tài)，在其附近應力分布異常，采動效應十分突出，極易誘發(fā)動力災害，對煤礦開采設計、安全生產等存在重大影響。
　　本文通過理論計算、相似材料模擬試驗和數值模擬方法，對上、下盤工作面過正斷層開采期間的斷層兩盤運移規(guī)律、采動應力演化特征和斷層活化規(guī)律進行研究，并通過現場微震事件進行了驗證，主要研究成果如下：
　　1）斷層帶切割了頂底板巖層的完整性，采動應力的阻隔效應

2、顯著，致使斷層煤柱易形成較高的應力集中區(qū)；下盤向正斷層推進時，存在支承應力突增點，使斷層煤柱發(fā)生塑性破壞，釋放大量彈性能；上盤向正斷層推進時，支承應力平緩增加，且推進過程中部分應力能夠向下盤轉移。相比上盤開采，下盤開采時斷層附近基本頂不易形成穩(wěn)定鉸接結構，向對盤傳遞載荷的能力弱，斷層阻隔作用相對較強，斷層煤柱內支承應力存在突增現象。
　　2）斷層面應力變化具有明顯的時空特性。高位斷層更容易受采動影響，斷層面應力狀態(tài)首先發(fā)生改變。同

3、一層位斷層面上，剪應力與法向應力受采動影響的敏感性不同，法向應力最先受到影響，隨后剪應力發(fā)生改變。
　　3）由數值模擬和相似材料模擬可知，下盤工作面過正斷層前后30m，斷層活化危險性最大，兩盤覆巖運動最劇烈，過斷層期間下盤易沿斷層面整體滑移，過斷層后20~30m期間上盤懸臂基本頂易整體切落。上盤工作面過斷層期間及過斷層后20m范圍內斷層活化的危險性最大，過斷層后70m范圍內兩盤覆巖運動最劇烈，直接頂和基本頂隨采隨冒，由工作面煤壁斜