大同煤田双系开采强矿压与地质动力环境关系研究

矿井动力灾害是在区域地质构造运动和开采扰动的共同作用下,局部煤岩体力学系统发生的剧烈动力破坏现象。本文从地质动力环境的角度对大同煤田双系开采条件下区域地质构造活动特征、构造应力场分布、天然地震与矿井强矿压之间的关系进行了分析。研究表明：活动地块边界及其活动断裂是强矿压孕育的动力学条件,区域地质动力环境为强矿压发生提供能量基础;大同煤田的构造作用以NW—NNW向的近水平压应力为主,侏罗系煤层水平地应力介于11.3～20.4 MPa,石炭系煤层地应力介于14.6～34.1 MPa,口泉断裂NW伸展的正断型应力场控制着矿区“双系两硬”煤层开采的动力灾害;大同煤田东北部地震活动频繁,与复杂的地质构造正相关,且最近10年呈上升趋势;大同煤田区域1983—2022年间应变释放率ε=5.8×10⁵J^1/2/a,相当于每年释放0.41次5级地震;区域应变能现今仍处于积累阶段,其应变值波动式增加。预测数年内地震活动性会明显增强,地质动力环境趋于活跃,矿井动力灾害将逐渐增加。     

小庄煤矿地应力场分布规律实测与模拟研究

地应力场主要由自重应力场和构造应力场组成,是影响井下采掘工程活动最重要和最根本的因素,掌握矿井的地应力场分布规律,对整体提高矿井的经济效益和社会效益具有重要的意义。本文在小庄煤矿区域采用套空应力解除法进行地应力场测量,并采用三维应力场反演验证测量结果,从而得出了小庄煤矿的应力分布规律,为矿井动力现象的预测预防奠定了基础。     

阜新地区矿震与浅源地震相关性研究

矿震是威胁矿山安全生产的主要矿井动力现象之一,就目前来看,从理论到防治都尚未完全解决。随着开采深度的增加,现有矿震的矿井发生矿震的频率和强度都在不断增加,给安全生产带来巨大压力。以阜新五龙矿为研究对象,综合利用灾害防治学、地震学、统计学、地球物理学等原理和研究方法,系统地分析了现代活动构造及其应力场对浅源地震和矿震的影响、矿震与浅源地震的特性及其时空分布规律,最终确定了二者在时空上的相关性。     

活动断裂研究与矿井动力现象预测

矿井动力现象预测的准确性和可靠性，从根本上说取决于对区域构造应力场和活动断裂的研究水平。利用地质动力区划结果，从库伦准则出发，根据皋尔利的实验结果讨论了区域应力状态与断层活动的关系。认为北票断裂对区域其它次级断裂及其构造应力区起主导和控制作用，是北票矿区动力现象的动力源。     

构造区域应力场与煤与瓦斯突出区域预测

以地质动力区划方法划分的Ⅴ级活动断裂为构造格架,结合地应力测量,进行区域构造应力场数值模拟,从而确定区域岩体应力分布规律。结果表明:煤矿区域原岩应力分布状态主要受断裂构造的支配,断裂构造的叠加扰动使原岩应力场重新分布,从而在时间和空间上制约着煤与瓦斯突出的区域性分布。并对矿井开采所引起的煤与瓦斯突出危险性作出评估和预测,拓宽了煤与瓦斯突出预测途径。     

地质动力区划与矿井动力现象区域预测

基于地质动力区划方法,首先确定区域内的活动断裂,划分岩体断块结构,结合原地应力测量结果,用数值计算方法来确定区域岩体的原地应力分布状态,根据原地应力的分布特点对研究区域潜在的有发生动力现象危险的地点进行区域预测。经多个矿区的研究实践,表明该方法预测较为准确,成为矿井动力现象区域预测的一个新方法。     

万福煤矿地应力场分布规律及其与地质构造的关系

为了保证山东万福煤矿矿井建设和开采的安全,在前期勘探阶段即采用水压致裂法进行了矿区地应力场测量.分析了矿区的区域地质构造与现今构造运动特征、地震活动性及区域构造应力场,以及根据实测结果获得的矿区地应力场分布规律,确立了矿区实测地应力场与区域地质构造的一致性关系.     

白坪井田复杂构造应力数值模拟分析

随着煤矿采深的增大,由高地应力引起的矿井动力显现越来越频繁,煤与瓦斯突出的危险性也日益加剧。获取生产矿井应力分布特征能够有效减少矿井动力现象,为制定降低煤与瓦斯突出危险性措施提供参考。文章基于区域应力测试分析,采用ANSYS软件对白坪井田复杂构造带进行了剖面数值模拟。模拟结果显示:滑动构造带和断层带应力大小和方向变化较大,断层下盘应力变化幅度大于上盘,应力梯度变化带是矿井动力现象频发地带。同一岩性岩体内应力变化不明显,不同岩性接触带应力有较大变化,岩性是影响应力分布的重要因素之一。     

褶曲构造型矿区地应力测量、反演及其应用

矿井地应力研究对于煤矿围岩控制和动力灾害防治具有重要的意义。基于矿区构造应力场演化特征和地应力现场实测,分析褶曲构造型矿区的地应力场类型及量级,研究褶曲构造对地应力的影响。采用多元线性回归分析方法,反演褶曲构造型矿区的地应力场分布情况。通过分析褶曲构造型矿区地应力与矿井灾害的关系,提出地应力测量及反演在矿井围岩稳定性设计和动力灾害防治中的应用方法。研究结果表明,褶曲构造型矿区地应力场分布受地质构造影响显著,属于σ_Hσ_hσ_v型水平主控应力场;褶曲轴部应力值较大,最大主应力方向与轴部走向垂直,翼部会发生一定的偏转。根据地应力场反演结果可知,地应力集中程度与褶曲产状密切相关,褶曲变异程度越大,其附近区域应力集中程度越明显;褶曲构造型矿区地应力与巷道稳定性、冲击地压和煤与瓦斯突出等动力灾害有着紧密的联系,通过地应力测量及反演可以有效指导矿井进行巷道优化布置和灾害防治。     

低瓦斯矿井预防瓦斯突出的对策研究

近年来,我国发生了4起低瓦斯矿井瓦斯突出的事故。通过分析,认为低瓦斯矿井发生瓦斯突出事故有以下原因:管理上对于低瓦斯矿井发生的瓦斯异常现象不重视;技术上对低瓦斯矿井瓦斯低的原因不清楚,另外低瓦斯矿井升级不及时。并提出了预防低瓦斯矿井的瓦斯突出的对策:密切关注瓦斯异常区域,运用瓦斯地质理论分析低瓦斯矿井瓦斯低的原因,划出瓦斯风化带的下限,发生瓦斯动力现象后,及时升级。     

Analysis of faults stability with dynamic phenomena in the mine based on slide criterion and in-situ stress measurement

For the study on the relationship between the dynamic phenomena in the mining such as mine earthquakes, outburst and faults slide, firstly, double shear friction experiments of sandstone were made, and its slide criterion was suggested considering the viewing of engineering. Secondly, in order to study the stability of underground rock and zone of tectonic stress field, based on the analysis on distribution characteristic of initial rock stress measurements, the geology structural model was built and tectonic stress field was made a back-analysis by applying finite element method. The calculating results fit with the analysis result of earthquakes mechanism and the distribution characteristic of the measurements. The high stress regional centers station locates discontinuous zone of I level faults and is corresponding to underground earthquakes scene. From then it is certain that tectonic stress is the major origin and necessary condition of mine earthquakes. The instability slide of the faults is the main manifest and the mining activity is the leading factor. Beipiao fault has a dominate effect on other sub faults and tectonic stress area and is dynamical fountain of dynamic phenomena in the Beipiao Mines. Supported by the Project of China National “973” Program(2005CB221501); National Natural Science Foundation of China(50474010); Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education(20040147005)     

特厚煤层分段综放开采动压机理与规律研究

根据甘肃砚北煤矿矿井动力现象的特征，通过现场实测与资料统计，实验室煤岩力学性质试验及理论分析，得出了砚北煤矿矿井地应力分布的基本规律，并进一步证实砚北煤矿矿井动力现象属冲击地压，其冲击的强弱程度属中等偏弱且具有明显的脆性特征，地应力的大小和方向是影响其动力现象的最根本因素．     

华北聚煤区南缘煤与瓦斯突出与推覆构造关联性分析

分析了华北聚煤区南缘逆冲推覆构造形成的动力学机制和构造特征,探讨了推覆构造对研究区内煤体结构、构造应力和瓦斯含量等方面的影响或控制,认为推覆构造对区内构造煤的发育与分布具有控制作用,区内构造特征主要为逆冲推覆构造下的压性、压扭性断裂,推覆构造有利于瓦斯的保存,高突矿区的范围宏观上具有沿推覆构造带分布的规律,揭示了推覆构造与煤与瓦斯突出灾害的密切联系。     

成庄矿地质构造主应力方向及断层发育规律研究

为了确保矿井安全开采,根据成庄矿区域地质构造单元的实际情况和矿井煤层发育图,分析了区域构造主应力方向及矿井煤层倾向,以矿井实际揭露断层数据为基础,对井田的地断层倾向发育规律进行了分析,并利用基础资料绘制了矿井断层倾向玫瑰花图,得到了断层主应力方向与区域构造主应力方向和煤层倾向方向之间的关系。研究为矿井后期在掘进、回采过程中遇到地质构造时提供依据和理论支持。     

万福煤矿深部地应力场与地质构造关系分析

山东万福煤矿位于鲁西南成武县和巨野县交界处,煤田上覆土层厚度高达700 m。在该矿区采用水压致裂法对深部地应力进行了测量,结合测量结果,对万福煤矿地区地质构造进行了细致分析。通过7个钻孔、37个测点的现场实测,获得了矿区较为准确的地应力状态和分布规律。实测的地应力场与区域构造应力场显示了良好的一致性,验证了实测结果的可靠性和正确性,为矿山建设和开采设计提供了科学依据。     

地应力分布规律及其与地质构造运动的关系

平顶山矿区东部,地质构造复杂,煤岩动力灾害严重,通过矿区地质资料,分析了矿区地质构造运动。根据实测地应力数据,分析矿区所属的应力场类型,总结了矿区东部地应力分布规律,讨论了地应力与矿区构造运动的关系。     

重庆市盐井二矿瓦斯赋存规律的构造控制分析

为了揭示盐井二矿瓦斯赋存规律及构造对瓦斯赋存的控制作用,基于区域构造特征及其演化,分析了构造演化、构造类型、顶底板岩性及水文地质特征等地质构造因素对井田瓦斯赋存的控制作用。结果表明:井田的构造演化过程中的2次生气过程是现今瓦斯赋存的基础,后期的构造应力场演化对井田构造发育规律、沉积特征及地下水径流的控制,改变了瓦斯的保存条件,从而造成瓦斯分布的差异性。