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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

赵洪宝教授:采动诱发断层滑移评估模型及失稳范围确定方法

2025-03-28


采动诱发断层滑移评估模型及失稳

范围确定方法

赵洪宝1,2,张 博1,2,*,张 弛1,吉东亮3

作者单位:

(1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;2.中国矿业大学(北京)新能源开发与灾害防治研究中心,北京 100083;3.石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室,河北石家庄 050043)


创新点


1. 建立了采动影响围岩弹性应力场力学模型,从力学机制角度阐明影响断层滑移倾向指标的主要因素为采动距离,采动造成的应力波动将会导致断层面上的应力状态发生变化。

2. 断层滑移倾向指标发生变化主要为断层面上的法向、切向应力发生变化,故依据此应力变化机制建立断层滑移评估模型,基于滑移倾向指标与断层摩擦因数之间的关系确定断层滑移临界值。

3. 通过断层单元体力学模型得知断层法向、切向应力与最大、最小主应力之间的关系。建立断层采动FLAC3D数值计算模型,提取回采进程中断层面上的应力变化趋势,依据应力变化趋势与滑移倾向指标之间的关系构建回采全程中断层的滑移趋势,并判别其滑移区间,最终结合现场微震监测验证了数值模拟得出的断层滑移失稳区间。


文章主要内容


1 工程背景

2 采动诱发断层活化机制

2.1 采掘扰动断层活化概念模型

2.2 断层滑移力学机制及影响因素

2.2.1 力学机制

2.2.2 影响因素分析

2.3 断层滑移倾向性评估方法

3 采动复合断层区应力场

3.1 数值模型

3.2 基于断层法向、切向应力变化滑移分析

  3.2.1 F1478断层滑移评估分析

  3.2.2 F1477断层滑移评估

3.3 采场位移矢量分析

4 微震监测分析

5 结 论



主要附图




图  1   钻孔综合柱状图

图  2   213B工作面位置及A—A剖面

图  3   采动诱发断层活化过程

图  4   围岩应力场分布

图  7   数值模型及监测点分布

图  11   微震事件平面分布

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作者简介


第一作者简介

赵洪宝,男,汉族,中共党员,山东德州人,1980年6月生,现任中国矿业大学(北京)能源与矿业学院新能源开发与灾害防治研究中心主任、教授、博士生导师、越崎杰出学者,中关村绿色产业联盟杰出贡献奖获得者,美国南加州大学访问学者,主要从事露天开采、瓦斯灾害预测与防治方面的研究工作;兼任中国煤炭学会青年工作委员会委员、中国岩石力学与工程学会岩石测试技术专业委员会委员;是国家自然科学基金项目函评专家、煤炭工业协会科技奖励函评专家、教育部学位论文评议专家以及10余种国际国内期刊的审稿专家。先后主持国家级科研课题4项,省部级科研课题10余项,校企合作研究课题50余项;在国内外重要学术期刊发表学术论文100余篇,其中被SCI、EI收录60余篇;获权发明专利10余项、软件著作权5项;获省部级科研奖励20余项,出版专著3部、参与编写2部;指导博士研究生15名、硕士研究生50名。


引用格式

赵洪宝,张博,张弛,等. 采动诱发断层滑移评估模型及失稳范围确定方法[J]. 煤田地质与勘探,2025,53(3):1−11.

doi:10.12363/issn.1001-1986.24.08.0558


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编辑:金   茂

供稿:吴敏杰

一校:吴敏杰

二审:范章群

三审:晋香兰


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