基于粘滑理论的断层冲击地压发生机理研究

发布时间：2017-08-26 03:34

  本文关键词：基于粘滑理论的断层冲击地压发生机理研究

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【摘要】：冲击地压是目前我国煤矿开采发生的主要动力灾害之一,并常发生在断层、褶曲和煤层变化带等构造异常区域,给矿井造成严重的破坏后果。针对断层冲击地压频繁发生的情况,采用相似模拟和数值模拟的方法,对断层冲击地压发生过程及其应力场演化规律进行了研究;并基于"粘滑理论",从力学的角度对断层冲击地压发生机制进行了阐释。研究结果表明:工作面接近断层时,断层冲击地压的发生过程可分为"起始活化"—"剧烈活化—"冲击显现"三个阶段;开采活动引起了覆岩破坏,导致裂隙带向断层扩展,断层应力场受到扰动,从而诱发了断层冲击地压;采动影响使得断层带应力场呈现应力比先减小后增大的变化规律,当应力比达到极值时,断层错动失稳;开采扰动导致断层开始粘滑的临界剪应力值降低,使得断层剪应力更易达到该阈值,是断层冲击地压的根本原因。
【作者单位】： 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院);北京市煤矿安全工程技术研究中心;
【关键词】： 断层冲击地压 粘滑 临界剪应力 覆岩破坏 应力比
【基金】：国家自然科学基金(51304117,5157041403) 中煤科工集团科技创新基金重点项目(2014ZD008)
【分类号】：TD324
【正文快照】： 1引言断层是煤矿开采中常见的一种地质构造,由于断层影响区域地应力分布异常以及断层对煤岩体的切割作用,煤矿在断层附近开采时经常面临冲击地压、煤与瓦斯突出以及突水等动力灾害的威胁。学者们将由于断层相对滑移造成煤岩体突然破坏并释放能量的现象称为断层冲击地压[1]。断

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