構(gòu)造對沖擊地壓的控制作用及案例分析

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1、構(gòu)造對沖擊地壓的控制作用及案例分析摘要：從構(gòu)造形成機(jī)制的角度分析構(gòu)造區(qū)的應(yīng)力環(huán)境,并運(yùn)用礦山壓力理論、數(shù)值模擬等探討斷層、褶皺、相變誘發(fā)沖擊地壓的機(jī)理，并對典型案例進(jìn)行分析。得出結(jié)論:斷層、褶皺、相變等構(gòu)造誘發(fā)沖擊地壓的機(jī)理為構(gòu)造應(yīng)力與采動應(yīng)力疊加;將褶皺各部位的受力狀態(tài)分為5個(gè)區(qū)，其屮向斜軸部、背斜軸部、翼部是沖擊地壓的易發(fā)區(qū);避免應(yīng)力疊加是防治構(gòu)造控制型沖擊地壓的有效途徑。關(guān)鍵詞:煤礦；沖擊地壓;構(gòu)造;控制作用；應(yīng)力疊加Analysisoncontrolactionofgeologicstru

2、etumonrockburstandtypicalcasesAbstract:Stressconditionsintectoniczoneswereanalyzedintheviewofformationmechanismofgeologicstructures,andthemechanismofcoalburstinducedbygeologicstructuressuchasfauIts，foldsandtransformationswasdiscusscdusinggroundpressur

3、etheoryandnumericalSimulationmethod.Furthermore,typicalcasesofcoalburstwereenumerated.Theresearchresultsshowthatthesuperpositionoftectonicstressanddisturbancestressistheessenceofcoalburstinducedbygeologicstructuressuchasfaults,foldsandtransformations;

4、onefoldcanbedividedintofivepartsaccordingtothedifferenceofstressstates,andcoalbursthasoftenhappenedinthesynclinalaxis,theanticlinalaxisandtheflankoffold;theeffectiveapproachtopreventtectonic-controlledcoalburstistoavoidthestrKeywords:coalmine;coalburs

5、t;geologicstructure;controlaction;slresssuperposition.沖擊地壓發(fā)生機(jī)理一直是采礦和力學(xué)界長期探討而未解決的課題。齊慶新提出了基于微地震監(jiān)測技術(shù)的沖擊礦圧應(yīng)力控制理論［1］，潘一山提出了用于判別煤層沖擊傾向性與危險(xiǎn)性評價(jià)指標(biāo)［2］,竇林名等提出了沖擊地壓強(qiáng)度弱化減沖理論。從工程上看,沖擊地壓類型主要有巨厚堅(jiān)硬巖層斷裂誘發(fā)的沖擊（I類）、底板屈曲斷裂誘發(fā)的沖擊（II類）、自垂與采動應(yīng)力疊加誘發(fā)的沖擊（III類）、煤柱集中應(yīng)力誘發(fā)的沖擊（IV類）、厚

6、煤層動力擴(kuò)容誘發(fā)的沖擊（IV類）、構(gòu)造應(yīng)力或構(gòu)造應(yīng)力與采動應(yīng)力疊加誘發(fā)的沖擊（V類）。H前，針對I~IV類的研究較為深入，取得了豐碩的研究成果［1-5］。從20世紀(jì)90年代起，采礦科學(xué)的研究人員開始關(guān)注構(gòu)造對沖擊地壓的作用，如孫步洲［6］通過對陶莊煤礦地表移動觀測資料和沖擊地壓進(jìn)行實(shí)際對比，得到了斷層參與誘發(fā)沖擊地壓的認(rèn)識;譚云亮［7］通過分析門頭溝井HI構(gòu)造應(yīng)力場和沖擊地壓發(fā)生區(qū)域的關(guān)系，獲得構(gòu)造應(yīng)力對沖擊地壓的發(fā)生起制約作用的認(rèn)識;陳國祥［8］采用數(shù)值模擬方法反演了褶皺的形成過程及應(yīng)力分布規(guī)律

7、，分析了褶皺不同部位的應(yīng)力狀態(tài);姜福［9］通過分析微地震監(jiān)測到構(gòu)造活化現(xiàn)象，將構(gòu)造控制型沖擊地壓分為增壓型和減壓型兩類。此外,據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)生在構(gòu)造（主要指斷層、褶皺、和變）附近的沖擊地壓占所有沖擊地壓發(fā)生次數(shù)的70%以上。本文結(jié)合構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)力學(xué)、礦山壓力等，分析各種構(gòu)造對沖擊地壓的控制作用，并結(jié)合典型案例進(jìn)行分析，以期為現(xiàn)場沖擊地壓防治提供參考。1構(gòu)造對沖擊地壓的控制機(jī)理1.1斷層誘發(fā)沖擊地壓的機(jī)理煤出內(nèi)廣泛存在的斷層類型主要有正斷層、逆斷層。斷層類型不同，其成因也不同，誘發(fā)沖擊地壓的機(jī)理也不

8、相同。(1)逆斷層。根據(jù)地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)［10］，逆斷層主要是出水平擠壓形成。通常逆斷層形成前的狀態(tài)為背斜構(gòu)造。單一巖層或巖層組長期受到平行于層而的高水平應(yīng)力擠壓作用，巖層或巖層組屮部發(fā)生隆起，形成背斜構(gòu)造，；受到水平應(yīng)力的繼續(xù)擠壓和扭應(yīng)力作用，特別是兩側(cè)力的不均勻作用，背斜核部繼續(xù)隆起，兩翼繼續(xù)向核部擠圧，并在一翼中部發(fā)生扭轉(zhuǎn)；隨著翼部向上運(yùn)動和兩側(cè)水平應(yīng)力的繼續(xù)作用，扭曲的翼部中部發(fā)生相對位移，并產(chǎn)生剪應(yīng)力，在強(qiáng)大剪應(yīng)力作用下，翼部中部出現(xiàn)破裂面，破裂面兩側(cè)(即上、下盤)產(chǎn)生錯(cuò)動，