上下盘开采影响下断层滑移失稳力学机制

• Published in: 煤炭学报 Vol. 45; no. 4; pp. 1327 - 1335
• Main Authors: 韩科明, 于秋鸽, 张华兴, 李凤明
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013%煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013 01.04.2020; 煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013
• Subjects: 断层活化; 台阶下沉; 上下盘开采; 开采沉陷; 关键层理论
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2019.1006

TD327; 当工作面上覆岩层中含有断层时,地表下沉规律与不含断层时具有显著差别.为了研究上下盘开采断层滑移失稳力学机理,基于关键层理论建立了上下盘开采断层活化力学模型,推导了断层滑移失稳的判据,并结合数值模拟和相似模拟对上下盘开采断层活化难易程度进行了分析.研究结果表明:①相对于上盘开采,下盘开采断层保持稳定除了满足断层带岩体在断层面不发生滑移外还需满足断层面不产生离层,下盘开采断层保持稳定条件更加苛刻,下盘开采断层更容易活化;②对于上盘开采,随着工作面推进,浅部断层带岩体正应力逐渐减小,剪应力逐渐增大,深部断层带岩体剪应力和正应力都逐渐增大,说明断层露头处断层带岩体已经处于活化状态,断层带岩体产生裂隙,应力逐渐松弛,而深部断层带岩体正在为活化蓄能,浅部断层带岩体超前深部断层带岩体发生活化;③对于下盘开采,随着工作面推进,浅部断层带岩体剪应力和正应力逐渐增加,深部断层带岩体剪应力与正应力逐渐减小,工作面推进长度较小时,断层即活化;④工作面推进过程中,下盘开采断层带岩体剪应力与正应力的比值为上盘开采的3～5倍;⑤上盘开采断层活化时仅在断层露头处地表产生轻微裂隙,未形成明显台阶,下盘开采断层活化将在断层露头处产生明显台阶下沉.