开采扰动诱发阶梯组合断层滑移失稳的突变效应
陈永科1
郑三龙1
李康1
曹民远1
王向来1
张文轩1
徐源山1
周晓峪1
曹安业2
温颖远3
1.国能新疆屯宝矿业有限责任公司,新疆 昌吉 8311132.中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 221116;新疆大学 地质与矿业工程学院,新疆 乌鲁木齐 8300003.新疆大学 地质与矿业工程学院,新疆 乌鲁木齐 830000
摘要：为探究工作面开采扰动下阶梯组合断层滑移失稳的突变致灾机理,以屯宝煤矿包含 17条断层的WII02040501 工作面为背景,针对其主要赋存的正逆阶梯组合断层形式,采用理论分析和数值模拟,构建了断层滑移突变失稳理论模型,研究工作面开采扰动引起的阶梯组合断层滑移失稳的突变效应,并通过现场微震实测数据进行了工程验证.结果表明:组合断层正应力与剪应力演化是造成断层滑移的主要诱因;工作面向阶梯组合断层推进时,断层面剪应力与正应力均呈现阶梯状变化,其剪应力具有更高的响应敏感性;断层滑移时,断层面剪应力迅速升高,剪应力与正应力比值易出现突变效应,工作面超前区域内的应变能释放与应变能集中交替变化;工作面推进至距离断层 40 m,阶梯组合断层的滑移从上方开始,并在开采扰动的作用下协同向下蔓延,造成组合断层整体突变失稳.现场微震数据表明:工作面距离断层约 80 m,T7 组合断层开始活化,断层附近的微震频次及能量开始升高,与数值模拟结果吻合;工作面通过断层40 m后,其微震频次、能量达到峰值,表明因采空区顶板的破坏下沉,断层面出现卸荷效应,正应力快速降低,剪应力迅速上升,断层出现了整体滑移破坏,与研究结果一致.
关键词：冲击地压开采扰动阶梯组合断层断层滑移失稳突变效应
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52274098)新疆维吾尔自治区重点研发任务专项资助项目(2022B01034)
论文发表日期：2025-04-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 100-109 )
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