断层冲击地压发生机理研究

杨随木¹，张宁博^2,3，刘军¹，赵善坤^2,3

1. 河南能源化工集团有限公司义马煤业集团股份有限公司2. 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院3. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院)

摘 要：为得到断层冲击地压的发生机理,以义马矿区F16断层为研究对象,采用相似模拟和数值模拟的研究手段,研究了开采扰动诱发断层冲击地压的过程,提出了断层滑移失稳的敏感性指标,揭示了断层冲击地压发生的原因。结果表明:按照开采扰动程度的不同将断层冲击地压的过程划分为3个阶段:断层开始活化、断层剧烈活化和断层冲击显现。剪应力和正应力比值作为断层滑移失稳的敏感性指标,可以建立断层应力场和断层活动状态之间的联系;当应力比降低时,滑移速度较小,几乎为0;当应力比开始升高时,滑移速度出现波动并逐渐增大;当应力比达到最大值时,断层滑移速度突变,断层滑移失稳,断层冲击地压发生。采动引起覆岩破坏是断层冲击地压发生的直接原因,开采扰动导致断层应力场改变是冲击地压发生的根本原因。

关键词：冲击地压;断层活化;覆岩破坏;应力比;