断层滑移型冲击地压是煤矿冲击地压的主要类型，危害极大，目前对于断层滑移型冲击地压发生全过程缺乏系统研究，其机理与防控仍是根本难题。为实现断层滑移型冲击地压的试验模拟，研制了煤矿巷道断层滑移型冲击地压试验系统，开发了低强高脆相似模拟材料，制备了包含断层与巷道的大尺寸相似模型，开展了一系列验证试验，实现了巷道冲击破坏模拟与断层剪切滑移模拟。煤矿巷道断层滑移型冲击地压试验系统具备三向六面加载功能，竖向加载能力为20 MPa，模型尺寸为1.50 m×0.75 m×0.75 m；主体框架创新采用键板连接，确保了主体框架的高刚度；发明了蜂窝加载壳结构，实现了密集油缸群加载，能够满足断层滑移型冲击地压试验模拟的要求。开发了适用于断层滑移型冲击地压模拟的相似材料，材料以水玻璃为胶结物、以氟硅酸钠为固化剂、以滑石粉为骨料，单轴抗压强度介于3.44～7.81 MPa，冲击能指数为9.2，弹性能指数为8.83，兼具低强高脆特性。基于试验系统和低强高脆材料实现了静载巷道冲击破坏模拟，验证了低强高脆相似材料模拟巷道冲击破坏的可行性，获得了巷道极限平衡状态的加载条件，巷道帮部连续片落为巷道冲击破坏的显著前兆特征。实现了粗糙锯齿断层的剪切滑移模拟，证实粗糙断层剪切滑移会对巷道形成动载扰动，获得了断层剪切滑移的合理加载方式，采用动区顶部先加载、底部后卸载的方式能够实现断层的瞬间滑移，并能消除对静区应力状态的影响。研究成果为实现煤矿巷道断层滑移型冲击地压全过程试验模拟提供了重要支撑。

1 巷道断层滑移型冲击地压试验原理
2 煤矿巷道断层滑移型冲击地压试验系统研制
2.1 系统组成
2.2 加载设计
2.3 升级改造
3 低强高脆相似模拟材料研发与模型制备
3.1 低强高脆相似模拟材料
3.2 模型制备
4 试验验证
4.1 巷道静载冲击试验
4.2 断层剪切滑移试验
5 结 论

康红普,高富强,王晓卿,等.煤矿巷道断层滑移型冲击地压试验系统研制与试验验证[J/OL].煤炭学报,1-11[2024-09-13].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0266.