断层活化的地应力判别准则及诱发冲击地压的典型微震特征

夏永学^1,2，王金华³，毛德兵^1,2

1. 天地科技股份有限公司开采设计事业部2. 煤炭科学研究总院开采设计研究分院3. 中国煤炭科工集团有限公司

摘 要：采用Anderson断层模型,推导得出了煤矿井下断层区域应力累积水平的计算指标μm,该指标只与实测最大和最小主应力有关,μm值越大表明区域应力累积水平越高,当μm值达到断层摩擦极限状态或亚摩擦极限状态的应力累积水平μ0时,将可能引起断层冲击地压的发生。通过对40个矿井、120个测点的地应力数据分析表明,采动作用下诱发断层冲击地压的概率和强度与矿井地应力类型、采深H和μm值存在密切关系:地应力类型为σV>σH>σh方位,即使H和μm达到很大也不会发生;只有地应力类型为σH>σV>σh和σH>σh>σV时才有可能诱发断层冲击地压,且相比σH>σV>σh,地应力类型为σH>σh>σV所需的临界值H0和μ0更小。根据龙家堡煤矿地应力测试结果,判定该矿具备断层冲击地压发生危险。根据微震监测数据的分析,提出了断层冲击地压发生的4典型微震特征,即微震事件的高能特征、丛集现象、前震-主震-余震序列和上盘效应。

关键词：断层活化;冲击地压;原地应力;应力累积;微震特征;