断层活化对建构筑物保护煤柱留设影响分析

"赵兵朝，刘樟荣，王文彬，等．断层活化对建(构)筑物保护煤柱留设的影响分析［J］．矿业安全与环保，2015，42(6):52－56．文章编号:1008－4495(2015)06－0052－05" 在煤炭开采过程中，断层活化对建(构)筑物保护煤柱的留设具有重大影响。断层活化是指在开采活动引起的压力变化下，原本稳定的断层重新活动，可能导致地表移动变形，对建筑物的安全构成威胁。合理设定保护煤柱的宽度和位置是确保建筑物安全的关键。 断层活化的力学机制主要涉及断层面上的应力状态。当开采导致地下压力分布发生变化，如果断层面上的正应力超过其破裂强度，断层就可能被激活。此外，断层倾角、断层面岩石的黏聚力和内摩擦角也起到决定性作用。倾角较大的断层更容易因开采引发活化，而岩石的力学特性则直接影响断层的稳定性和活化可能性。流体压力，如地下水或瓦斯压力，也是影响断层活化的重要因素，它们可以降低断层的摩擦阻力，促进断层滑动。 地表移动变形受断层的产状影响显著，特别是断层面的倾向和倾角。倾向决定了断层两侧地表的移动方向，倾角则影响了移动的幅度。对于近水平断层，地表的移动通常表现为广泛的下沉，而陡峭断层可能引起局部剧烈的位移。 在设计建(构)筑物保护煤柱时，应充分考虑工作面的开采参数，包括开采深度、开采速度、采煤方法等。这些因素都会改变周围岩体的应力分布，从而影响断层活化和地表移动。例如，长壁开采相比于短壁开采，可能造成更大的断层活化风险。 为了科学地确定保护煤柱的宽度，工程师通常会采用数值模拟和相似模拟等技术。数值模拟通过计算机模型预测开采活动引起的应力变化和地表移动，而相似模拟则通过物理模型实验来验证和优化设计。这些方法的综合应用可以提供更精确的预测，帮助设计出既能保证开采效率又能有效防止建筑物受损的保护煤柱方案。 断层活化对建(构)筑物保护煤柱的留设是一项复杂且重要的任务，需要深入理解断层活化的力学机制，并结合开采条件进行综合分析。只有这样，才能确保在煤炭开采的同时，最大限度地保护地面建筑的安全，实现经济与环境保护的和谐统一。