逆冲断层影响下的矿压规律与安全性试验研究

"该研究主要关注逆冲断层对冲击危险煤层采场矿压的影响。通过对义马矿区F16大型逆冲断层的研究，分析了断层结构面的分形特征及其对覆岩的影响，以及在不同阶段矿压的表现。通过大型相似模拟试验，结合位移和应力监测，揭示了工作面在接近断层时覆岩运动特征和矿压变化规律。研究表明，未受影响时，工作面呈现明显的‘三带’特征，底板应力相对稳定。而进入断层影响区后，顶板离层加剧，断层可能因采动应力而‘活化’，底板应力显著增加。推过断层后，上盘关键岩层形成悬臂岩梁，煤壁出现屈曲破坏，底板应力进一步上升，直至岩梁垮塌释放压力，底板应力降低，同时伴随上方结构的切落和沿断层面的滑动。这些发现对于理解和预测断层附近采矿作业中的矿压问题具有重要意义。" 本文是煤炭科学技术领域的一篇研究论文，旨在探讨逆冲断层对煤矿开采中矿压控制的影响。作者团队来自中国矿业大学（北京）、煤炭科学技术研究院有限公司安全分院以及煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室。他们针对义马矿区F16大型逆冲断层，综合考虑了断层结构面的分形特性和两侧覆岩的地质条件，建立了一个大型相似模拟实验平台。 研究发现，工作面在未受到断层直接影响时，表现出明显的"三带"现象，即裂隙带、弯曲带和移动带，底板受到的采动应力较小。然而，当工作面靠近断层，顶板的离层运动急剧增大，断层可能会被采动应力激发，变得活跃，导致底板应力达到峰值。随着工作面继续推进，上盘的关键岩层形成悬臂状态，煤壁因承受过大压力而产生屈曲破坏，底板应力继续上升。当悬臂岩梁最终垮塌，释放内部的挤压应力，底板应力会有所下降，同时工作面上方的结构可能发生切落，并沿着断层面滑动，形成动态响应。 这些研究结果对于理解断层对矿压控制的影响至关重要，对于制定有效的采矿策略和安全措施具有指导意义。通过深入研究矿压显现的规律，可以预防因断层活动引发的矿山安全事故，提高煤炭开采的安全性和效率。关键词包括逆冲断层、断层活化、覆岩运动、矿压显现和动力响应，体现了研究的核心内容。