复杂构造煤层地应力分布与煤体损伤模拟分析

"复杂构造突出煤层地应力分布与损伤状态模拟——通过岩石力学模拟软件对里王庙矿-1152石门与坦家冲矿236-80石门的地质构造进行分析，揭示了在曲率大的煤层顶底板水平应力集中、构造区域煤层内水平应力的竖直层状分布、背斜和向斜轴部应力变化特点，以及应力中和面附近的煤体损伤情况。" 在煤炭开采过程中，尤其是在复杂地质构造的突出煤层中，地应力的分布和煤体的损伤状态是决定煤层瓦斯赋存状态及瓦斯压力梯度分布的关键因素。本文作者白志鹏通过运用岩石力学模拟技术，深入研究了这一主题，具体针对里王庙矿-1152石门与坦家冲矿236-80石门的揭煤区域进行了详细分析。 研究表明，在曲率较大的煤层位置，由于地质构造的影响，煤层的顶底板岩层容易出现水平应力的集中现象。这种应力集中可能导致煤层在煤与瓦斯突出过程中呈现出层状破坏，并向外喷发。同时，煤层内的水平应力呈现出明显的竖直层状分布，这增加了煤层发生突出的可能性。 此外，背斜或向斜轴部附近的翼部区域是应力梯度变化的重要区域，这里应力变化显著。这些应力梯度变化拐点的存在，意味着在这些区域煤体更容易受到破坏，对煤层稳定性构成威胁。而在褶皱的背斜轴部及其附近，观察到应力中和面的出现，这一现象意味着在这些区域煤体的应力状态相对平衡。然而，中和面附近的翼部煤体首先且最严重地遭受破坏，这与应力的不均匀分布和局部应力集中有关。 关键词涉及复杂地质构造、应力分布、应力中和面、煤体损伤和数值模拟，表明本研究不仅关注理论分析，还结合了数值模拟方法来更准确地理解这些复杂的力学过程。通过这样的研究，可以为预防煤与瓦斯突出事故提供重要的理论依据和技术支持，有助于提高煤矿安全生产水平。 该研究的学术价值在于它深化了对复杂地质条件下煤层地应力分布规律的理解，为矿井瓦斯防治提供了新的思路，同时也对煤炭行业的安全管理和工程实践具有重要的指导意义。中图分类号TD713和文献标志码A表明这是关于矿业工程的专业研究，对于行业研究者和工程技术人员来说，这是一个深入了解地质构造对煤层瓦斯影响的重要参考。文章编号1003－496X(2014)09－0043－04则提供了该研究的详细出处，方便后续查询和引用。