采动诱发断层滑移失稳的研究

以济三煤矿6303面地质条件为背景,进行了断层滑移失稳相似模拟试验及数值模拟.研究表明,工作面由断层下盘向断层推进,在采动影响下断层面正应力下降,剪应力上升,断层发生"活化",断层滑移量急剧增加,顶板稳定性变差,工作面支承压力升高;工作面过断层后,断层正应力增加,剪应力减小,顶板易于形成平衡结构,矿压显现不明显.工作面由断层上盘向断层推进,断层面正应力上升,断层不易于"活化",断层滑移量较小,顶板易于形成平衡结构;工作面过断层后,断层正应力迅速下降,断层滑移量增加,顶板稳定性差,工作面支承压力增加.通过对比分析,可以确定当工作面位于断层下盘时冲击矿压危险性远高于工作面位于上盘时的危险性.并通过对几个煤矿断层冲击矿压现象的分析从而验证了该结论的正确性.     

采动诱发断层活化的微震活动规律研究

研究了采动诱发断层活化过程,提出了断层活化过程的4个阶段;结合现场微震监测,分析了微震平面分布、能量与频次随工作面推进度的变化规律以及断层区域微震信号波形特征。研究结果表明:断层活化过程释放能量较大,围岩弹性粘滑振荡过程是能量释放的最主要阶段,围岩塑性粘滑失效过程中产生震动的频次低、能量小,为弹性能积累阶段,微震信号呈持续时间长、频率低、振幅小、衰减慢的波形特征。研究成果为受断层影响的矿井评价断层危险性与预测断层活化导致的冲击矿压提供依据,具有一定的理论意义与实用价值。     

采动影响下断层活化规律及其诱发冲击地压的防治

断层的存在导致了煤岩层的不连续及应力变化的不连续。根据微震监测结果分析了采动影响下断层延展长度、落差、走向及强度等对断层活化规律的影响。基于断层活化规律,提出了断层构造型冲击地压防治的基本原则。     

基于突变模型的断层冲击矿压震级预测

应用围岩 断层模型按突变理论分析了断层冲击矿压的相关影响因素,并对断层冲击矿压的震级进行了预测。断层冲击矿压是由于开采活动引起的断层突然相对错动、弹性应变能迅速释放的动力现象。其特点是释放能量多,震级高,一般为里氏4级左右,破坏程度较大,应进行重点防治,以避免人员伤亡,减少重大损失。断层冲击矿压的震级随断层厚度增大而减小,随断层软化指数增大而增加,随断层初始剪切弹性模量增大而增加,随围岩的初始剪切弹性模量增大而减小。     

断层活化与煤岩冲击失稳规律的实验研究

基于义马千秋煤矿21221回采工作面原型,设计了过断层的工作面回采相似模型实验,通过再现断层活化和煤体冲击失稳的物理过程,研究了采动影响下采场覆岩的运动规律和断层应力演化特征,分析了煤层开采引起断层活化的机理。研究发现:邻近断层活化时,其正应力和剪应力快速增加,断层滑移危险性增大;工作面沿上盘开采至距离断层25 m时,受采动影响断层出现活化;采动影响增加了断层活化的可能性,工作面煤体承载力的局部失效是引起断层滑移的重要原因,断层滑移对工作面煤体的作用形式表现为非稳态的冲击和加卸载作用。     

断层对工作面冲击危险影响的数值模拟分析

要采用FLAC4．0数值模拟程序,研究了深部断层带附近采动影响下支承压力的变化规律。结果表明,受断层带的影响,工作面前方应力集中系数K、也即最大支撑应力与工作面距断层的距离L呈乘幂关系：K=22．069L-0．4431。研究认为,工作面距断层越近,冲击矿压危险性越大,当工作面推进至断层带20-30m附近时,冲击危险性明显升高,必须采取煤层卸压爆破、大直径钻孔卸压或煤层注水等防冲措施。     

采动影响下断层冲击危险数值模拟

为了研究采动影响下断层带附近应力演化规律,以山东鲁西矿区某矿地质资料为背景,基于FLAC3D数值模拟软件和正交试验方法,依次模拟了断层倾角为30°、45°、60°、75°和断层落差为6、10、20、30 m等工况下断层带附近应力峰值的演化规律。结果表明,开切眼布置在上盘开采时断层带附近的应力集中程度远大于下盘开采,并且应力峰值随着断层倾角和落差的增大而增大,当断层倾角为75°,落差为30 m时,支承压力峰值达到了47.3 MPa,并且随着工作面推进过程中距离断层越近,煤壁前方支承应力越大,其冲击危险程度也越高。     

坚硬煤岩组合条件下冲击矿压发生机理

顶板岩层结构中的厚层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素之一,而目前作为煤层冲击倾向鉴定的主要依据是煤层自身的冲击倾向的实验室鉴定结果,这一结果与实际现场有的反差较大。三河尖矿采用主采煤层组合煤岩进行了冲击倾向性试验,为三河尖煤矿高冲击危险区工作面冲击矿压监测及治理提供了基础参数。     

上下盘开采断层滑移失稳诱发地表异常沉陷机理研究

当工作面上覆岩层中含有断层,开采造成断层带岩体滑移失稳时,断层露头处地表移动变形值往往异常增大.含有断层时的地表移动变形规律与不含断层时具有显著差别.为研究上下盘开采断层滑移失稳诱发地表异常沉陷机理,通过理论推导建立上下盘开采断层滑移失稳力学模型和土体近似悬臂断裂模型,并结合数值模拟和相似模拟实验对比分析上下盘开采断层滑移失稳机理及其难易程度.研究结果表明:断层露头处地表异常沉陷是断层滑移失稳后土体在断层露头处受悬臂作用而发生断裂的结果,上盘开采断层露头附近地表裂隙或台阶偏向采空区外侧,下盘开采断层露头附近地表裂隙或台阶偏向采空区;上盘开采断层可稳定区域比下盘开采大,上盘开采断层更容易维持稳定,下盘开采断层露头处地表更容易产生台阶下沉;上盘开采随断层倾角增大,断层稳定性变差,下盘开采当断层倾角小于断层带岩体内摩擦角时,断层一定会滑移失稳,而下盘开采随断层倾角增大,断层稳定性增强;下盘开采断层露头处剪应力与正应力的比值为上盘开采的5倍左右,下盘开采断层带岩体更容易滑移失稳;断层作为岩体中天然弱面存在,对采动应力的传递具有阻断效应.研究结果对分析断层影响下的地表沉陷规律及断层露头处建、构筑物的保护具有一定意义.     

深部持续采动诱发断层活化滑移的灰色预测研究

深部持续采动诱发的断层活化滑移过程具有灰色系统的特征。基于某铜矿深部开采诱发断层活化滑移的现场实测数据,构建了GM(1,1)灰色预测模型。通过断层预测滑移量与实测滑移量对比分析,模型具有较高的精度。运用所构建的断层活化滑移灰色预测模型,对未来四期断层滑移量进行了预测,F2断层滑移量增速较快,与现场实际情况吻合。研究成果对于深部复杂采动影响下断层活化滑移量的预测具有重要的意义。     

采掘工作面发生冲击地压的尖点突变模型研究

根据煤层冲击地压的非稳定性问题,建立了煤层冲击地压的力学模型,采用非线性科学中的突变理论,对煤层变形失稳及冲击地压进行了突变理论分析,得出了煤层冲击地压发生的条件以及冲击地压发生时煤层变形的突跳量和所释放出来的能量表达式,其研究成果深化了对煤岩失稳和冲击地压发生机制的认识。     

冲击地压矿井智能化防冲控采技术的思考

针对深部冲击地压矿井智能化工作面防冲开采面临的技术难题,围绕冲击地压煤层安全、高效、智能化开采的目标,将新一代信息技术运用到矿井生产活动和防冲管理中,首次提出了智能化防冲控采的技术思想,其科学内涵与技术途径为:首先,通过数据传输平台快速采集区域煤岩冲击危险信息及全工作面设备、工况环境、人员定位等实时信息,建立冲击地压与...     

Roadway dynamic response analysis under mining rockburst condition

In order to determine how a roadway withstands a momentum wave and determine the extent of damage to rock surrounding the roadway under different force wave peak impacts, the roadway dynamic response state was analysed using numerical simulation method. The roadway’s critical peak force wave and fracture region under dynamic wave action were put forward. It is concluded that the method has practical value to roadway support and rockburst prevention. Supported by the National Key Technology R&D Program in 11th Five Years Plan of China (2006BAK03B06)     

深井矿山岩爆控制体系构建

随着矿山开采深度的增加,原岩应力水平大大提高,导致岩爆等灾害发生频率提高,矿山生产的安全性下降。以微震监测技术为中心构建深井采矿岩爆控制体系,可以提高有岩爆危险和／或危害矿山采矿的安全性。以微震监测系统为中心的岩爆控制体系主要包括：微震监测网络的建立、微震事件波形的处理、微震事件震源参数的量化、回采过程中微震震源参数变化的规律分析、危险区域的识别、危险震级的有效预测、采矿策略的调整和最佳策略的确定。     

Mechanism of water-inrush from fault induced by mining near the working face

Adopted the fractal tree-like failure model, and established the renormalization group transform function of fractured fault, and investigated the mechanism of water-inrush from fault, and found out the critical probability of water-inrush from fault caused by fault fracture. The results indicate： when the failure rate P is less than the critical failure rate Pc=0.206 3, the failure of the system is just partial. When P is more than the critical failure rate Pc=0.206 3, the random distributed crannies concentrate to certain domain of attraction （such as the maximum shear stress face in the fault） gradually. The process will continue until the crannies run-through, forming conductivity channel, and cause water-inrush from fault.     

新汶矿区冲击地压致因及防治

该文通过新汶矿区地质构造形态研究,剖析了其对冲击地压产生的响因素,同时列举了一系列冲击地压的预测预报与治理方法,说明只有在充分研究矿区的冲击地压致因,采取有效地防治措施,才能有效地确保冲击地压灾害得到防控。     

会泽铅锌矿深部开采岩爆影响因素分析

云南驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿是我国一个1000m深井矿山,该深井硬岩矿山开采的基本问题要素就是高地应力、构造发育.阐述了矿山的基本地质条件.通过现场调查,发现深部开采岩爆影响的主要因素是由于工程岩体性质和人工开挖引起应力重分布所致,描述了岩爆特征,总结了发生岩爆的基本规律,为建立微震监测系统提供了基本资料,同时为选择合理的采矿方法和岩爆控制技术措施提供了重要依据.     

冲击危险采区防冲优化设计探讨

很多冲击地压事故发生的主要是由于开采设计不合理引起的,不合理的巷道布置及开采顺序将会形成高应力集中区,对后期的冲击地压防治及安全生产造成隐患;冲击危险区域煤炭的安全开采应从设计源头做起,最大限度降低或避免人为形成的高应力集中条件。本文针对东滩煤矿十四采区西部区域的安全开采问题进行了防冲优化设计,为采区后期的冲击防治工作打下了基础。     

深部开采临近断层应力场演化规律研究

针对耿村煤矿东部区段深部开采临近F16逆冲断层容易造成冲击地压问题,采用数值计算与相似材料实验相结合的研究方法,研究了随开采深度增加及临近F16断层过程中围岩应力场演化规律。研究结果表明,随着开采深度的增加及临近F16断层,增大了围岩应力集中程度,在断层上盘岩体水平推力、覆岩重力以及采空区岩层下滑力叠加作用下容易使得断层下盘岩体以某一轴线发生扭转,增大了冲击危险性。综合判断其冲击地压失稳模式为F16逆冲断层、井田境界煤柱影响下的高应力、大范围、区域性失稳。