断层倾角影响逆断层活化的模拟分析

"该文基于杨村煤矿10605工作面F5逆断层，运用FLAC3D软件进行三维数值模拟，探讨断层倾角对逆断层活动性的影响及其规律。研究表明，开采逆断层下盘时，断层倾角小会增加断层应力，增大两盘相对滑移量，且孔隙压力和破坏程度随倾角增加而减小。小倾角逆断层活化风险高，突水可能性大，需设置更宽的防水煤柱。" 这篇研究主要关注的是地质工程中的一个重要问题——断层倾角对逆断层活动性的影响。逆断层是指上盘相对于下盘向上运动的断层，常在煤炭开采过程中遇到，其活动性直接影响到矿山的安全与开采效率。论文以杨村煤矿10605工作面的F5逆断层为例，采用先进的三维有限差分数值模拟软件FLAC3D进行了深入研究。 首先，研究发现，当开采逆断层下盘的煤层时，断层的倾角对于断层带上的应力分布有显著影响。倾角越小，断层带承受的压力越大。这是因为较小的倾角使得上盘煤层的重量更多地作用于断层带上，从而增加了活化风险。 其次，断层倾角也直接影响了断层两盘的相对滑移。倾角小意味着两盘更容易发生相对移动，滑移量增加，这可能导致断层的不稳定性和结构破坏加剧。 此外，论文还指出，断层带受到采动影响的孔隙压力范围和破坏程度会随着断层倾角的增大而减小。这意味着较大的断层倾角可以相对减少因开采活动引起的断层带的破坏，降低活化可能性。 在实际操作中，这些发现对矿井的安全管理具有重要意义。小倾角的逆断层更容易活化，可能引发断层突水事故，对矿工的生命安全构成威胁。因此，需要设置更宽的防水煤柱以防止水分通过活化的断层进入采掘工作面，确保开采作业的稳定和安全。 断层倾角是决定逆断层活动性的重要因素，合理的开采策略和断层管理应考虑这一地质特征，以预防潜在的地质灾害，保障矿山的可持续发展。这一研究为理解和预测逆断层在开采过程中的行为提供了理论依据，对于优化采矿工程设计和提高安全生产水平具有积极的指导意义。