采动覆岩微震分区演化特征的数值模拟研究
袁国涛1
张明伟1
王杰2
卫俊1
杨坤1
1.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 2210002.中煤科工集团西安研究院(集团)有限公司,陕西西安 710065
摘要：为了探究采动覆岩的破裂分区特征与微震演化规律,以某矿井工程地质条件为背景,根据矩张量与颗粒流理论构建了微震模拟方法,实现了对回采工作面覆岩微震演化特征的模拟研究.研究表明:采动覆岩的微震事件矩震级集中在–2.7～–1,微震破裂强度符合常见的正态分布性质,微震发生频次与微震矩震级的关系也满足经典的矩震级–频度关系式;微震事件在采场横向上表现出明显的区域分布特征,采空区左右煤壁中的微震事件先于采空区顶板发生,微震事件围绕采掘空间向两侧发展,且存在一定的超前性与滞后性;当工作面开采一定距离后,采空区上覆岩层的垂向应力表现出"双峰值"特征,微震事件迅速向上延伸,并在上覆软弱岩层内集聚、发育,使得微震事件在竖向上同样表现出明显的分层分布特征;根据采场的应力、位移以及微震分布特征,可以将上覆岩层划分为"横四区"与"竖三带",各个破裂区域的微震事件破裂类型占比各不相同,煤壁支撑区与离层区分别为剪切型与拉伸型微震事件的主要占比区域.此外,对研究区域建立了微震监测系统,现场监测与数值模拟结果基本吻合,表明构建的微震模拟方法适用性较好,可以从细观层面再现采动覆岩的微震演化过程,研究结果为揭示采动裂隙演化机理提供一定的理论基础.
关键词：采动覆岩微震矩张量颗粒流破裂类型
分类号：TD323(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52074260)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2019QNA26)
论文发表日期：2023-08-25
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( 36-46 )
英文信息