采动影响下逆冲断层活化特征与安全开采研究

"采动影响下逆冲断层“活化”特征试验研究" 这篇研究文章主要探讨了在煤矿开采过程中，逆冲断层受到采动影响时的“活化”特征，以及这些特征如何影响覆岩运动、矿压显现规律和动力响应。作者赵善坤以义马矿区的F16大型逆冲断层为实例，结合地质钻探和井下揭露数据，建立相似模型，运用声发射监测、采场覆岩位移和采场应力监测等技术进行深入研究。 首先，文章强调了断层面的分形特征和断层面两侧覆岩的赋存条件对断层“活化”的重要性。断层的分形特征反映了其复杂性，而覆岩结构的差异则直接影响到断层活动的影响范围和程度。在断层未被“活化”前，工作面的覆岩呈现出明显的“三带”特征，即垮落带、裂隙带和弯曲下沉带。此时，底板应力相对稳定，声发射信号较弱，表明断层相对静止。 然而，当采动进入断层影响区，顶板离层量显著增加，这是断层开始“活化”的信号。随着开采的推进，断层受到采动应力的作用，触发断层活动加剧，底板应力迅速上升至最大值，同时声发射的总事件数和能率发生急剧增加，这表明断层活动导致了强烈的能量释放和结构破坏。 在推过断层后，上盘关键岩层形成悬臂岩梁，随着时间推移，岩梁的长度逐渐增加，工作面煤壁可能出现屈曲破坏，底板应力继续增大。当岩梁最终垮断时，会释放大量挤压应力，底板应力随之下降。这一过程中，工作面上方的“短砌体梁”结构可能发生切落，并沿着断层面滑动，产生大量声发射信号，表明断层活动持续影响着覆岩动态。 逆冲断层在采动影响下的“活化”过程表现出明显的阶段性特征，不同阶段的工作面覆岩运动、矿压显现及动力响应都有显著差异。这些研究成果对于理解断层活动对煤矿开采安全的影响，以及制定相应的安全措施具有重要意义。通过实时监测和分析声发射等参数，可以预测和控制断层活动，从而降低开采风险，保障煤矿的安全生产。