采动影响下逆冲断层“活化”特征试验研究

作     者：赵善坤 ZHAO Shankun

作者机构：中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 煤炭科学技术研究院有限公司矿山安全技术研究分院北京100013 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)北京100013 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2016年第33卷第2期

页      面：354-360页

核心收录：

学科分类：1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB226806) 煤炭资源开采与环境保护国家重点实验室项目(2010DQ305023) 国家自然科学基金项目(51174112 51404140 51304117) 中国煤炭科工集团科技发展项目(2014ZD008 2013ZD002-04) 

主　　题：逆冲断层 活化 覆岩运动 矿压显现 动力响应 

摘      要：以义马矿区的F16大型逆冲断层为背景,结合断层影响下5个矿井的地质钻探和井下揭露情况搭建相似模型,在考虑断层面的分形特征和断层面两侧覆岩赋存特征的基础上,综合运用声发射监测、采场覆岩位移和采场应力监测系统,研究采动影响下断层活化前后的覆岩运动特征、矿压显现规律和动力响应特征。研究表明:受逆冲断层南北两侧地层覆岩结构复杂和构造运动影响,断层活化前后工作面覆岩运动特征、矿压显现规律和动力响应明显不同。断层活化前,工作面覆岩三带特征明显,底板应力基本不受采动应力影响,声发射信号较弱。进入断层影响区后,顶板离层量呈跳跃式增长,采动应力诱发断层活化,底板应力达到最大值,声发射的总事件数和能率发生突变增加。当推过断层一段距离后,随着上盘关键岩层悬臂岩梁长度增加,工作面煤壁发生屈曲破坏,底板应力增加,待岩梁垮断挤压应力释放后,底板应力随之下降,伴随着工作面上方短砌体梁结构发生切落且沿断层面滑动,产生大量声发射信号。