逆断层下盘工作面回采扰动引发断层活化特征的试验研究

赵毅鑫^1,2，王浩²，焦振华³，卢志国²，张旭²

1. 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室2. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院3. 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控安徽省重点实验室

摘 要：为分析逆断层下盘工作面回采对断层面错动失稳影响,在双轴等压加载条件下,试验获得了逆断层下盘煤层回采扰动下断层活化失稳特征。结果表明:回采工作面围岩由内向外形成采动卸压区、支承升压区、原始应力区的动态演化将诱发断层构造错动活化,且逆断层构造更易受回采工作面扰动区影响;双向等压条件下逆断层下盘煤层开挖,垂直方向扰动与水平方向扰动载荷比由1逐渐增加至6,断层面发生离层或剪滑失稳的危险升高;断层构造面附近应变呈不均匀分布,且煤层处应变明显高于顶、底板岩层;煤层开挖引发的声发射事件84%能量分布在10-13¹0-10 J,主要分布于煤层顶板岩层,且跨越断层面声发射事件较少,表明断层构造对应力扰动有阻断作用;开挖煤层与断层面交叉处是声发射事件集聚区域,发生错动失稳危险性较高。对比赵楼煤矿1303工作面实际矿震数据,矿震震源与试验声发射源空间分布特征具有一定相似性,佐证了类逆断层组合结构岩石试验方法的可行性。

关键词：逆断层;回采扰动;声发射;矿震;冲击地压;