采动条件下褶皱构造区不均匀应力场演化特征研究
王宏伟1
邓代新2
江灿2
石瑞明2
闫鑫2
1.中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 1000832.中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院,北京 100083
摘要：褶皱作为地壳岩层运动形成的地质构造之一,其附近岩层分布较大的残余不均匀构造应力,是诱发煤矿冲击地压的主要因素.针对这一问题,以义马煤田千秋煤矿21221工作面为工程地质背景,建立了褶皱构造赋存条件下的数值模型,施加了不均匀构造应力,分析了工作面开采时褶皱构造区域应力场的演化特征,研究了采动影响下褶皱构造不同区域矿压显现规律.研究结果表明:褶皱构造的原岩应力场的分布具有明显的空间分布区域性,即垂直应力和水平应力在向斜和背斜轴部表现出不同的分区特性,向斜轴部处出现了应力集中.随着工作面推进过向斜和背斜,水平应力和垂直应力在采空区顶板和底板均形成了椭圆形卸压区,垂直应力卸压区演化沿褶皱向斜或背斜法线方向逐渐扩大,垂直应力在工作面超前区域出现了一定范围的应力集中,应力集中区远离轴部扩大;水平应力在工作面垂直方向上较远处区域出现了应力集中,应力集中区逐步向顶板和底板远处发育,水平应力在卸压区内顶板应力的释放程度要明显高于底板.在工作面过褶皱轴部和翼部阶段,工作面超前支承压力的峰值随开采距离的增加而增大,应力集中系数则先增大后减小.工作面自背斜轴部俯采时工作面前方支承压力较大,自向斜轴部仰采时较小.当工作面过褶皱轴部时,直接顶受压状态的应力集中程度逐渐减小,减小的过程伴随着能量释放激增的现象,此时极易诱发冲击地压.
关键词：褶皱构造冲击地压矿山压力支承压力
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(41872205)中国矿业大学(北京)项目(2018QN13)北京市自然科学基金(8202041)
论文发表日期：2020-02-25
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：11( 59-69 )
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