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题名采动下逆断层活化过程中工作面应力场响应研究
被引量：26
- 1
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作者
任政
张科学
姜耀东
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机构
中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
华北科技学院智能化无人开采研究所
河北省矿山智能化开采技术重点实验室
中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期61-68,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51804160)
中央高校基本科研业务费资助项目(3142019009)
河北省自然科学基金资助项目(E2019508209)。
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文摘
为了分析开采扰动与逆断层耦合作用下工作面应力状态变化情况,通过数值模拟手段,引入滑移倾向性指标Ts对下盘工作面回采过程中逆断层的复杂活化过程进行了综合定量分析,得到了开采扰动下逆断层对工作面应力状态的影响。分析结果表明:逆断层受开采扰动的影响会发生阶段性的转变,且可以划分为3个阶段:准静态阶段、活化阶段、滑移错动阶段。准静态阶段,逆断层面Ts处于活化危险基准面之下,逆断层面整体位移矢量沿着断层向上;活化阶段,逆断层小部分区域Ts位于活化危险基准面之上,逆断层面位移矢量由原来的向上开始向下逐渐转变;滑移错动阶段,逆断层面绝大部分区域位于活化危险基准面之上,逆断层发生大范围的向下滑动。断层在阶段性转变过程中对工作面支承压力影响不明显,但是,逆断层面倾角变化对工作面支承压力有着明显的影响,且断层倾角越小,工作面超前支承压力集中系数越大,越容易诱发冲击地压的发生。
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关键词
冲击地压
断层活化
滑移倾向性
工作面支承压力
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Keywords
coal-bump
fault activation
slip tendency
working face abutment pressure
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分类号
TD324
[矿业工程—矿井建设]
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题名采动影响下逆断层阶段性活化诱冲机制
被引量：12
- 2
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作者
任政
姜耀东
张科学
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机构
中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室
华北科技学院智能化无人开采研究所
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期618-625,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51874312,U1910206)
河北省自然科学基金资助项目(E2019508209)
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文摘
为了探明采动影响下逆断层诱冲机制,结合现场数据、理论推导以及数值模拟方法,综合分析了采动影响下逆断层活化过程,从动静载扰动的角度进一步分析了采动影响下逆断层诱冲机制。采动影响下逆断层活化为阶段性过程,通过滑移倾向性指标Ts以及滑移量的分析可以将该过程分为3个不同的阶段。研究表明:逆断层高位区域Ts值及滑移量较大,为断层面活化过程中的危险区域,且断层面活化危险程度受断层倾角以及工作面到断层距离l的影响。逆断层的存在改变了井下开采结构,造成了工作面应力状态的改变,且逆断层阶段性活化过程中会不同程度的释放能量。数值模拟结果表明:采动影响下逆断层诱冲机制主要由动静载2方面引起:静载扰动方面,逆断层倾角的减小会造成工作面超前支承压力集中系数的增大,加大了冲击地压危险性;另一方面,逆断层阶段性活化过程中释放的能量以动载的方式对工作面造成冲击,该能量可以用地震矩M0来表征。M0与工作面到断层距离l之间存在指数相关性,该相关性中的p,q值可以用来表征工作面在回采过程中逆断层能量积累程度。p值反映开采后期断层面能量积累程度、q值反映开采初期断层面能量积累程度。p,q值越大表明断层能量积累程度越高,断层发生滑移错动后释放能量越高,对工作面冲击越大,越容易诱发冲击地压的发生。分析发现:p值随着断层倾角的减小而增大,q值随着倾角的增大而增大。
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关键词
冲击地压
断层活化
滑移倾向性
地震矩
超前支承压力
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Keywords
rock-burst
fault activation
slip tendency
seismic moments
lead abutment pressure
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分类号
TD324
[矿业工程—矿井建设]
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题名断层影响下采动覆岩与地表移动特征
被引量：7
- 3
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作者
郭文兵
刘玄
杨伟强
吴鹏飞
张伊辉
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机构
河南理工大学能源科学与工程学院
煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
郑州煤炭工业集团有限责任公司大平煤矿
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出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期38-46,共9页
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基金
国家自然科学基金重点项目资助(U21A20108)
中原科技创新领军人才项目(224200510012)
安全与能源学部“双一流”创建工程培育项目(AQ20230204)。
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文摘
为了研究开采扰动下含有断层工作面的覆岩及地表响应情况,首先采用数值模拟、理论分析和现场实测等方法,研究临近断层工作面采动影响下覆岩及地表运移和应力响应特征;其次建立数值模拟模型,结合“裂断拱”和“应力拱”分析临近断层工作面开采覆岩破坏和采场应力响应特征;然后建立断层面滑移力学模型,并结合断层滑移倾向性指标Qs定量分析断层上盘开采断层面活化倾向性;最后采用现场实测方法,分析郑州矿区大平煤矿采动影响下断层上盘地表移动变形特征。结果表明:开采扰动下“裂断拱”的发育最大宽度达到2215 m,最大发育高度达到110 m,宽高比约为1∶2;含有断层工作面“应力拱”特征,呈现非对称结构;随着断层面埋深的增加,断层面滑移倾向性呈现出先增后减再增的趋势,在弯曲下沉带同等埋深滑移倾向性缓增、在裂隙带同等埋深区域呈现出先减后增、在垮落带同等埋深区域呈现出快速增加;断层上盘开采保护煤柱留设30 m断层未活化,大平煤矿的基岩移动角和边界角较郑州矿区一般地质条件下工作面上的分别偏小88和46°,较同煤矿无断层工作面基岩移动角偏小67°。
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关键词
断层影响
覆岩运移
地表移动
采场应力
滑移倾向性
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Keywords
fault influence
overburden migration
surface movement
stope stress
slip tendency
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分类号
X936
[环境科学与工程—安全科学]
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