断层附近孤岛工作面冲击危险与断层滑移模拟分析——基于朝阳煤矿3108实例

"临断层孤岛面冲击危险与断层滑移数值反演—以朝阳煤矿3108工作面为例-论文" 这篇论文详细探讨了在临近断层的孤岛工作面开采过程中，如何应对和预测由于断层滑移引发的冲击地压危险。在复杂的地质构造和开采布局中，尤其是当工作面沿着平行于断层走向的方向回采时，孤岛工作面和断层煤柱的相互作用会显著增加采场内的煤岩应力状态和覆岩结构的复杂性，这对冲击地压矿井的安全高效开采构成严重威胁。 为了深入了解这种情况下断层滑移失稳的致灾机理，研究者利用FLAC³D软件中的Fish语言进行了二次开发，建立了一种数值模拟方法，用于模拟孤岛工作面推进过程中由采动引起的断层滑移失稳现象。以朝阳煤矿3108工作面为实际案例，他们构建了断层环境下孤岛工作面开采的数值模型，并通过分析开采扰动下断层面的应力场、位移场和速度场的动态演化特性，确立了断层滑移失稳的判断标准。 研究发现，当工作面远离断层时，断层面上不会发生滑移，此时的采动动载主要由顶板破断引起。然而，随着工作面向断层靠近，当断层面上出现剪应力降低并且剪切位移量超过0.05米时，断层开始滑移。断层滑移产生的动载可以用地震矩、能量和滑移速率等物理参数来表示。在动力计算时间达到0.03秒时，断层滑移达到峰值，此时地震矩和释放的能量也达到最大。断层滑移速率的峰值如果超过0.99米/秒，通常可以认为发生了显著的断层滑移。 论文进一步揭示了断层滑移与冲击危险之间的关系，研究结果与现场实际观测到的强矿震分布有良好的一致性。这些发现对于预防和管理煤矿中的冲击地压事件至关重要，为矿井安全提供了理论依据和技术支持，有助于优化开采设计，减少因断层滑移引发的灾害风险。 此外，该研究还引用了其他相关领域的研究，如能源消费预测、深部岩层力学、煤炭开采技术、岩层运动控制、智能开采、环境保护以及动力灾害的预警和防控，显示了这一领域广泛的交叉性和深度。这些研究成果对于理解和解决煤炭开采中面临的复杂问题，特别是冲击地压和断层滑移带来的挑战，具有重要的科学价值和实际意义。