煤层采掘活动引起断层活化的力学机制及其诱冲机理

作者

蔡武窦林名王桂峰胡亚伟
单位

中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室矿业工程学院
摘要

通过调研总结煤层采掘活动与断层赋存状态之间的概念模型,提出了采动应力主导和矿震动载主导两种断层活化类型的力学机制及其动静载叠加诱冲机理,并结合数值模拟、相似材料模型实验以及微震监测给予了验证,同时针对性探讨了断层冲击矿压的监测与防治方法及策略。结果表明,断层冲击矿压的发生机理是由断层与顶板结构双重作用形成的断层煤柱高静载与采动应力主导型或矿震动载主导型断层活化动载叠加诱发;其中,断层活化主要与断层面黏结力、断层摩擦角、断层倾角、最小主应力、孔隙压力有关,且开采扰动引起的水平采空侧卸载和竖直方向加载,即侧压系数降低,是采动应力主导型断层活化的力学本质;动载扰动作用产生的断层超低摩擦效应是矿震动载主导型断层活化的力学本质。研究结果对断层冲击矿压的监测与防治具有重要指导意义。
关键词

冲击矿压断层活化采动应力矿震动载断层煤柱
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