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采动影响下断层活化诱发冲击机理研究

作者

张文柯杨刚李志强
单位

中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室贵州鲁中矿业有限责任公司
摘要

针对采掘扰动时断层区冲击灾害频繁发生的现状，运用理论分析、数值模拟以及工程实践等方法，研究断层区的冲击机制。建立了断层摩擦系数力学模型，理论推导得出断层静摩擦系数和断层动态摩擦系数的公式。公式表明断层静摩擦系数与断层倾角、围岩侧压系数有关，断层动摩擦系数随工作面推进距离的变化而变化。采用FLAC3D数值模拟软件模拟了煤层开采过程中断层应力增量的变化规律，发现当工作面向断层推进时，断层应力增量先缓慢降低后迅速上升至峰值；当工作面过断层后，断层动摩擦系数先迅速下降后波动式上升至一常数。研究表明，星村矿3303工作面冲击的主要诱发因素为采动影响下断层活化，断层周围煤岩体能量积聚应力集中。现场实践表明，通过采取大直径钻孔卸压、顶板预裂爆破等防冲措施，有效降低了冲击危险性，保证了工作面的顺利回采。
关键词

采动断层活化冲击矿压断层摩擦系数平衡结构数值模拟
文章目录

0 引言
1 断层滑动失稳准则
2 断层活化三维数值分析
2.1 数值计算模型
2.2 断层应力增量的提取
2.3 模拟结果分析
3 3303工作面防冲实践
3.1 工作面概况
3.2 断层活化型冲击矿压的防控
3.2.1 大直径钻孔卸压
3.2.2 顶板预裂爆破
4 主要结论
引用格式

张文柯,杨刚,李志强.采动影响下断层活化诱发冲击机理研究[J].能源技术与管理,2023,48(01):61-64+92.
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