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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
  • 219
  • 作者

    王同旭曹明辉

  • 单位

    山东科技大学能源与矿业工程学院中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

  • 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

  • 基金项目(Foundation)
    山东省自然科学基金项目(ZR2016EEM36)；
  • 文章目录
    1 采动影响下断层周围应力环境变化规律
    1.1 数值模型建立
    1.2 应力环境分析
    2 不同应力状态下断层单元试件破坏试验研究
    2.1 试件制备及试验系统
    2.2 试验方案
    2.3 试验结果分析
    2.3.1 水平应力卸载试验
    2.3.2 水平应力为6.0 MPa时垂直应力加载试验
    2.3.3 剪应力降与能量释放变化规律分析
    3 断层活化能量释放规律
    4 结 论
  • 引用格式
    王同旭,曹明辉.采动影响下断层渐进破坏过程及能量释放规律研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(05):992-1001.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0531.
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