太原西山煤田断层转换带构造形态及地质意义

太原西山煤田东北缘的王封断层转换带三维构造形态复杂,断块构造和断层伴生陷落柱是其主要特征。通过采集断层转换带地质信息,建立王封断层转换带3D模型。王封断层转换带构造形态反映了伸展环境下,太原西山煤田煤系地层断层间转换以断块和转换带形式进行调整,断层转换带可作为断块构造形成的一种中间过渡形态;岩溶陷落柱形态说明其形成于主控断层以后,断裂构造对其形成有重要作用。     

断层影响下岩体采动灾变响应研究现状与展望

针对采动可能引起断层活化进而导致工程灾害,从断层形成机制、断层附近岩体采矿工程响应及致灾、大断层附近安全开采3个方面综述了断层影响下岩体采动灾害响应机制和规律研究现状。对煤矿开采尺度下断层形成的地质力学机制及区域原岩应力分布特征、断层对采动应力阻碍及传导作用机制、采动应力与断层相互作用下致灾机理、近断层煤炭安全开采与灾害防治等4方面的进一步研究提出了展望;将断层形成和运动过程中应力场、能量场与采动相结合,可以更好地研究断层影响下岩体采动灾变响应,利用断层特性可以防治相关矿山灾害,以期为认识断层影响下岩体采动灾变响应及灾害预防提供技术支持。     

闽西南高陂煤矿区构造特征及其演化

通过高陂煤矿区构造特征分析,探讨了该区构造演化过程,即高陂矿区的褶皱主要是高陂向斜;对矿区起控制作用的断层是滑覆断层。印支晚期主要形成三条滑覆断层;燕山早期形成高陂向斜;燕山中晚期形成南北边界逆断层,形成了高陂向斜南高北低格局。     

逆断层两盘构造煤成因机理与分布

构造煤是煤矿瓦斯灾害防治和煤层气开发的重要研究内容之一。依据断层成因理论,对逆断层的形成进行动力学和运动学分析,从时间上和空间上论述了断层两盘的应力分布和构造煤的分布特点。研究表明,断层上盘为主动盘,下盘为被动盘,构造煤具有片状序列结构特点,而且主要形成在断层上盘一定宽度的范围内,构造煤的厚度和发育程度随着远离断层而减小。     

正断层式移位断层反牵引现象的研究

断层附近的反牵引现象是正确判断断层性质 ,准确寻找断失盘煤层的一项非常重要的干扰因素。本文通过理论分析的方法 ,提出了一期构造力形成的正断层下降盘的反牵引褶曲与逆断层上升盘牵引褶曲在形态上的区别是 ,前者沿断层面向下滑的 ,褶曲较开阔 ,不形成岩层倒转 ;后者除断层倾向与岩层倾向相反时外 ,是沿断层面向上推的 ,褶曲较紧闭 ,且经常形成岩层倒转。本文还对两期构造力复合形成的正断层式移位断层的反牵引现象提出了新的解释 ,认为前期为挤压力 ,形成逆断层附近的牵引褶曲 ;后期为拉伸力 ,使两盘沿断裂面产生相对的升降。断层落差后期大于前期。     

含隐伏小断层底板采动突水机理数值模拟研究

为得到含隐伏小断层的煤层底板开采中的突水机理,分析底板裂隙演化及渗流突水通道的形成规律。采用RFPA2D-Flow软件分析了含隐伏小断层底板在工作面开采中,底板岩层破坏、突水通道的形成及突水发生的整个动态发展过程,得到了开采过程中底板岩层裂隙的产生和扩展演化、损伤破坏区域的形成过程及渗流场的运移过程。结果表明:底板隐伏小断层活化突水主要分为隐伏小断层活化和活化裂隙区域扩展2个阶段。底板不同位置隐伏小断层的裂隙贯通存在差异,距采空区越近,隐伏小断层越易活化形成突水通道,随着采空区卸压效果的增加,隐伏小断层突水的可能性逐步增大。     

特厚煤层分层综放开采断层-离层耦合溃水机理

为了研究在复杂条件下断层-离层耦合溃水的机理及制定相应的防治水措施,在分析了老虎台井田地质、水文地质和开采条件的基础上,结合水害事故,采用数值模拟和相似材料模拟两种方法,对特厚煤层分层综放开采工作面“两带”发育高度、断层和离层空间形成特征进行了定量化研究,工作面回采后的冒采比和裂采比分别为4.98~5.42和7.10~7.30;断层空间形态和大小主要受到断层落差和与工作面距离影响;离层空间主要形成于不同岩性接触面附近。基于工作面顶板断层和离层空间形成、充水和溃水过程分析,揭示了断层-离层耦合溃水机理:上分层工作面回采导致覆岩中产生断层和离层空间,在接受含水层的持续补给后形成断层和离层水体,下分层工作面回采产生的垮落带波及至水体后发生溃水事故,与以往断层水害和离层水害相比,具有以下特点:断层和离层同时作为水害事故的充水水源和导水通道;垮落带是导致水害发生的主要因素;水害的孕育和发生分别在不同的工作面。针对水害特点提出了相应的防治水方案,首先对研究区进行水害威胁程度分区,受水害威胁轻及较轻区域的煤炭资源可以正常回采,受水害威胁较重及重区域的煤炭资源必须采取以下措施方可回采:注浆充填已形成的断层和离层空间,疏放已形成的断层和离层水体,减少工作面回采对覆岩中断层和离层水体的扰动。根据典型工作面的安全回采,初步验证了溃水机理的正确性和防治水方案的可靠性,下一步将根据井上、下工程验证,补充和完善防治水措施。     

断层水害防治技术应用研究

位于承压含水层上巷道掘进过导水断层时,在承压含水层水压和围岩应力变化的因素下,会导致承压含水层裂隙发育,断层破碎带形成导水通道,承压含水层与断层破碎带发生水力联系形成突水通道,对巷道安全掘进带来威胁,极易发生突水事故。针对上述问题,通过分析井田水文地质条件、超前探查掌握断层及其防范承压含水层的水文资料,综合分析断层的导水性及承压含水层的区域富水性,按照公式进行突水危险性水害预测理论计算。根据综合分析和理论计算结果,采取对断层破碎带预注浆加固、断层两盘含水层治理改造、承压含水层疏水降压和加强巷道支护的综合防治措施,消除了承压水害和断层水害,保障了巷道安全过断层。     

基于断层摩擦强度的地应力计算模型与应用

断层摩擦强度是煤岩层地应力的限定条件,如何评价断层摩擦强度是煤与煤层气开采值得考虑的问题,分析了断层摩擦强度和其对地应力的约束机制,建立了最大与最小主应力比值与断层摩擦强度的相关关系和地应力计算模型。研究结果表明:煤岩层中有效最大主应力与最小主应力比值受断层摩擦强度的限制,当其比值达到临界方向断层的摩擦强度极限时,断层就会发生滑动;根据Anderson断层分类,将原岩应力分为3种应力状态,在此基础上,建立了考虑断层摩擦强度的正断层、平移断层和逆断层地应力计算模型;分析了沁水盆地南部煤储层地应力特征,揭示了沁水盆地南部煤储层处于不同深度的2种不同应力机制中,当煤层埋藏深度小于650 m时,原岩应力表现为形成正断层应力机制;而当煤层埋藏深度大于650 m时,原岩应力可能属于形成平移断层的应力机制。     

新汶矿区翟镇井田2~#煤层小断层发育规律研究

以翟镇煤矿2#煤层开采过程中获得的断层资料为依据,结合区域构造背景,分析了井田内小断层的成因特征及分布特征。研究发现,井田经历不同时期的构造应力场后形成了4组方向的断层构造,后期形成的NE向断层切割较早发育的NW向断层,井田内断层密度分布不均,其中,高密度区主要分布在井田东部。通过断层特征分析总结出井田内小断层具有方向性、分区性、分级控制性和成带性等发育规律。     

低渗透断层煤与瓦斯突出的数值模拟

低渗透断层突出是矿井突出的主要方式之一,利用岩石破裂过程分析RFPA-2D系统对采掘中低渗透断层煤与瓦斯突出进行了数值模拟。结果表明:采掘工程扰动致使采掘影响带煤层、顶底板发生应力、应变、形成裂隙和瓦斯解吸运移,在低渗透断层两盘间形成瓦斯压力差,当瓦斯压力差值突破断层面力学强度时突出发生。研究结果对低渗透断层突出机理认识和防治提供理论和技术支撑。     

试探马兰井田断层形成史

用地史学的观战分析了马兰井田断层形成的顺序，总结了马兰井田断层的分布和延伸规律。     

基于隔水关键层原理的断层突水机理分析

因煤矿突水中大部分突水是与断层破裂带有关,应用隔水关键层原理分析断层突水机理是非常有必要的.首先根据断层的形成机理及其位置分析了断层突水的原因,探讨了煤层断层的突水条件;然后基于隔水关键层原理建立了含隔水断层的隔水关键层活化力学模型,理论解析了隔水断层在矿压和水压作用下的断层活化滑移条件,最后分析了顶、底板隔水断层的断层活化突水机理,得出了在矿压和水压共同作用下的断层采动活化突水条件.     

浅埋煤层顶板隐伏断层倾角对矿压显现影响分析

针对顶板隐伏断层倾角对浅埋煤层开采矿压显现的影响作用问题，构建断裂力学模型研究隐伏断层倾角对来压步距和支架工作阻力的影响作用，通过物理模型对比分析了不同倾角隐伏断层在工作面推进过程中的活化、扩展、垮落压架过程，分析了支承压力、断层应力场、支架工作阻力等的变化特征。研究结果表明：随着工作面的推进，断层活化扩展贯通，顶板切落失稳，倾角不同造成了断层1为倾覆式切落破坏，断层2形成滑移式切落破坏，来压步距较长，滑移式破坏切顶的规模要大于倾覆式。裂纹面正应力和剪应力随工作面的推进持续增大，工作面过断层裂纹扩展应力释放后开始降低，断层2降速较缓。切顶线基本是沿断层的扩展方向形成，顶板切落动载荷使支架的荷载大幅增加，过断层1时升高了33%，过断层2时增幅达到64%。倾角的变化对切顶线的形成和上覆岩层切落时的质量有重要影响，形成了顶板的不同切落形式，造成了支架的剧烈来压。     

复合构造对地应力分布特征的影响

构造应力场是地应力场的重要组成部分,节理、断层、褶曲以及一定范围内各类地质构造的共存与组合对地应力场的分布有着显著的影响。在宁夏某矿地质构造勘查以及实测地应力数据的基础上,利用有限元数值模拟软件MIDAS GTS NX对断层与褶曲的复合构造进行了三维数值模拟,分析了断层与褶曲的复合构造对地应力分布规律与特征的影响。结论表明:断层端部两侧会形成包括最大主应力、最小主应力、水平应力及垂直应力的应力集中区和降低区,且集中区或降低区在两个端部的位置关于断层截面几何中心呈中心对称;最大主应力在断层处的方向几乎垂直于断层面,在断层端部一侧应力集中区的方向接近平行断层倾向,另一侧应力降低区则接近垂直断层面;模型整体在断层附近形成了以断层为中心的水平应力集中区,背斜轴部不再形成明显的应力集中;模型整体垂直应力随深度而增大,但断层东侧地层垂直应力随深度增大的更快,整体数值也较断层西侧地层更大。     

煤矿井下小断层的应力场分布数值模拟研究

从理论和数值模拟两方面分析了煤矿井下断层的力学特征,给出构造应力场的微观解释,并根据断层形成的力学模型描述了主应力轴与剪断面的相互关系。在理论分析的基础上运用数值模拟软件FLAC3D分别建立不同角度的断层,并对断层面附近应力场进行了模拟,得到断层端部应力集中程度、断层中部应力、原岩应力、断层倾角等因素的相互关系。对理论分析和模拟结果进行了对比,并根据煤与瓦斯突出综合假说,结合贵州某矿实例分析了断层附近突出高发的原因和应对策略。     

山西朔州东坡煤矿构造关系及成因分析

东坡煤矿构造研究对矿井防治水具有重要意义。根据区域构造应力场分析和矿井构造统计,研究了褶皱和断层的发育规律、构造之间的关系及应力作用。研究结果表明:井田内主要发育近东西向褶皱、断层和NE-NNE向断层。其中,井田南部边界担水沟断层为第一序次构造,井田内断层和褶皱为第二序次构造,担水沟断层对井田内构造的形成具有控制作用。     

煤层断层形成的岩性结构分析

为研究和评价煤层断层的形成及复杂程度,利用岩体力学的基本原理和方法,系统研究了煤层顶、底板岩性结构与煤层断层的关系.以新安矿为例,合理选择了岩石强度调整系数和岩层效应厚度,计算出岩层强度影响系数,指出该系数低值区为煤层断层相对发育区,煤层上下岩层效应厚度内的脆性和韧性岩层组合决定了煤层断层往往顶断底不断.煤层顶、底板一定层段内的煤岩层岩性结构（包括岩性、厚度及组合）决定了煤层断层的形成.     

采动影响下断层附近矿压显现规律的相似模拟试验研究

为了研究采动影响下断层附近矿压显现规律,以曹村煤矿1010工作面的地质条件制作了两个相似材料试验模型,模拟工作面分别从断层下盘和上盘向断层推进研究了断层附近的矿压显现规律,研究结果显示:工作面由断层下盘向断层推进时,越靠近断层顶板稳定性越差,周期断裂步距小,当开采工作面在断层面位置时断层的正应力和剪应力达到最大值;当开采工作面从断层上盘向断层推进时,开采工作面顶板岩层断裂易于形成梁式结构,且断层滑移量相对保持不变;开采工作面经过断层后,断层的上下盘均发生显著运动,而主要以断层上盘沿断层面向下相对运动为主。     

南屯井田小断层特征分析

该文对南屯井田揭露的大量小断层进行统计分析,总结出了小断层的发育特征及分布规律,并对小断层的成因及形成机理做了简要分析。