采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (5): 992-1001.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2021.0531

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采动影响下断层渐进破坏过程及能量释放规律研究

王同旭 ,  曹明辉   

  1. 1.山东科技大学能源与矿业工程学院山东   青岛   266590; 2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 , 江苏   徐州   221116
  • 出版日期:2022-09-15 发布日期:2022-11-16
  • 通讯作者: 曹明辉 E-mai1:caominghui7@163.com Te1:17860770876
  • 作者简介:王同旭( 1963— ) ,男 ,山东省海阳市人 ,博士 ,教授 ,博士生导师 ,从事矿山压力与岩层控制方面的研究
  • 基金资助:
    山东省自然科学基金项目(ZR2016EEM36)

Progressive failure process and energy release law of fault induced by coal exteaction

  • Online:2022-09-15 Published:2022-11-16

摘要:

为研究工作面开采遇断层时断层渐进破坏过程及能量释放规律 ,基于数值模拟手段 ,分析 逆断层下盘开采时断层周围应力环境变化特征及断层活化能量释放规律 , 并开展双轴加卸载试 验 ,分析不同应力状态下断层单元试件破坏过程、剪应力变化规律及能量释放大小。结果表明 :采动影响下,距煤层较远的高位顶板处断层水平应力降低,距煤层较近的顶底板处断层垂直应力增大 ,导致侧压系数减小 ,诱发断层活化失稳 ;断层破坏时发生黏滑失稳 , 出现多次剪应力突降 ,并伴 随有能量的释放 ,其中第 1 次剪应力突降数值最大 ,且随着加卸载速率增大 ,剪应力突降数值增大 ; 工作面向断层方向推进过程中 , 高位顶板处断层最先活化失稳释放能量 , 剪应力降及能量释放相 对较小 ,煤层附近顶底板处断层活化失稳时间较晚 ,但剪应力降及能量释放数值较大 , 易造成大的 矿震甚至诱发冲击事故。

关键词: 断层活化 , 应力状态 , 黏滑失稳 ,  , 能量释放 ,  , 冲击地压

中图分类号: