综放工作面采动诱发逆断层张剪失稳特征及矿震活动规律分析

王浩¹，赵毅鑫^1,2，牟宗龙³，焦振华¹，张旭¹，卢志国¹

1. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院2. 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室3. 中国矿业大学矿业工程学院

摘 要：由于综放工作面开采空间大,对周边煤岩体扰动强烈,易引发断层构造活化,进而诱发大能量矿震导致冲击地压灾害,基于赵楼煤矿1303综放工作面生产和地质条件,理论分析了工作面回采对断层构造扰动影响的主控因素。采用相似模拟方法分析了断层构造错动滑移时空演化特征,并统计分析了工作面采动实际矿震震源活动演化规律。结果表明:逆断层下盘工作面回采,断层面发生张拉离层和剪切滑动的主控因素为表征开采扰动垂直作用力Pv和水平作用力Ph的比值k、表征断层几何特性的断层倾角θ、以及表征断层力学特性的内摩擦角φ;工作面开采首先引发覆岩低层位断层岩块滑动,并随工作面与断层面距离的减小逐渐向高层位断层岩块扩展;断层诱发矿震需满足断层产生滑动失稳且滑动表现为黏滑两个条件。工作面矿震活动规律:采空区范围越大,矿震活动越剧烈;矿震震源丛集于采空区区域,且随工作面推进向前方及高层位岩层转移。对1303工作面矿震事件影响程度:Fd96断层张剪失稳>采空区覆岩破断运动>FZ14断层张剪失稳。

关键词：断层;开采扰动;张剪失稳;矿震活动;