构造应力场对煤与瓦斯突出的控制作用

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. 8; pp. 3076 - 3090
• Main Authors: 郭德勇, 揣筱升, 张建国, 张国川
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京 100083%中国平煤神马能源化工集团有限责任公司,河南平顶山 467000 01.08.2023
• Subjects: 构造物理; 突出规律; coal and gas outburst; 突出机理; outburst pattern; outburst mechanism; tectonic stress field; 构造应力场; 煤与瓦斯突出; tectonophysics
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2022.1435

TD713; 为探讨构造应力场对煤与瓦斯突出的控制作用,运用瓦斯地质学、构造物理学和岩石力学方法分析了构造应力场对煤体结构、地应力和煤层瓦斯的作用,结合煤与瓦斯突出实例研究了构造应力场对突出分布、类型和强度的作用,揭示了构造应力场控制煤与瓦斯突出机理和作用形式.研究表明:构造应力场控制煤体结构分布、类型及煤体强度特征,挤压构造应力场是形成构造煤的主要应力作用形式,并于褶皱层间滑动带和压扭性断裂带形成构造煤发育区;构造应力场强度越大,煤体破坏程度越高、煤体强度越低.构造应力场控制地应力类型、大小和方向,强构造应力场作用区域属于大地动力场型并处于高地应力环境,构造应力场方向即地应力的最大水平主应力方向.构造应力场影响煤层瓦斯富集程度,强构造应力场作用区域煤层渗透率低、瓦斯含量高、瓦斯压力大,并于压扭性构造带形成瓦斯富集区.多期构造应力场演化作用造成构造煤、地应力和煤层瓦斯呈区域性分布,进而控制突出的分区分带特征;构造应力场产生的水平挤压作用控制突出类型以压出为主;构造应力场的最大水平主应力方向与巷道轴向夹角越大,应力集中系数越大,突出强度越大;最大水平主应力越大,煤岩体弹性变形能和瓦斯膨胀内能越大,突出强度越大.