采动影响下断层活化失稳及能量释放规律研究
王同旭1
曹明辉2
江东海1
1.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛 2665902.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 266590;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221116
摘要：为研究工作面开采邻近断层时断层活化致灾机理,基于理论分析与数值模拟的手段分析断层面应力场、位移场变化规律,探讨断层活化失稳面积变化趋势,并计算断层活化释放能量及传递到工作面的剩余能量.结果表明:断层活化分为初始活化、稳定活化、活化加剧、活化弱化4个阶段;断层活化位置由高位顶板处断层向煤层附近发展,底板处断层活化时间晚于顶板处断层.采动影响下断层面将出现剪切应力突降,导致能量释放;断层面剪切应力和剪切法向应力比值均呈现出稳定-增长-降低的趋势,但剪切法向应力比值变化滞后于剪切应力.采用断层活化失稳释放能量计算公式,计算工作面向断层方向推进过程中断层活化能量释放大小,计算结果与微震监测记录具有相似规律,佐证了计算方法的可行性.断层活化释放能量以负指数形式传递至工作面,断层初始活化、稳定活化、活化弱化阶段所释放的能量传递至工作面后剩余能量的量级小于105 J,而活化加剧阶段释放能量传递至工作面后剩余能量大于107 J.因此工作面与断层间距小于40 m时,受断层活化扰动影响较大,冲击危险性更高.
关键词：断层活化应力变化能量释放采动影响冲击地压
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：山东省自然科学基金资助项目(ZR2016EEM36)
论文发表日期：2022-07-25
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：9( 75-83 )
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