采掘工程对断层滑移影响的数值模拟分析

"采掘工程对断层面滑移失稳影响的模拟研究" 本文是一篇关于采矿工程中断层活动影响的研究，重点探讨了采掘活动如何改变断层区域的应力状态，导致断层面滑移，并可能引发冲击地压。研究采用的是UDEC（Unconstrained Discrete Element Code）数值模拟软件，这是一种强大的地质力学建模工具，适用于模拟非连续介质的行为，如断层和岩体的破裂过程。 作者通过模拟断层下盘和上盘的煤层开采，对比分析了不同开采方式对断层滑移量的影响。结果表明，在与断层面等距离的情况下，下盘开采相较于上盘开采对断层滑移有更大的影响，同时更容易触发断层冲击地压。这表明下盘开采可能导致更显著的断层活化和能量释放，从而增加发生矿震和安全风险的可能性。 断层是地质结构中的重要组成部分，它们在地质历史中经历了明显的相对位移。在采矿过程中，当工程活动干扰了断层周围的应力平衡，断层可能会发生滑移以重新达到新的平衡状态。这个过程可能导致能量的快速释放，产生强烈的震动，也就是冲击地压。冲击地压是采矿业面临的主要安全隐患之一，因为它可能导致矿井结构破坏、设备损坏，甚至人员伤亡。 UDEC数值模拟软件在本研究中的应用，允许研究人员在无需实际物理实验的情况下，模拟断层滑移和能量释放的过程。通过对不同开采方案的虚拟测试，可以预测和评估潜在的灾害风险，为采矿工程的安全决策提供科学依据。 为了具体分析，作者选取了河南跃进煤矿作为研究案例。通过构建UDEC模型，模拟了F16断层在采掘工程影响下的滑移失稳情况，进一步理解了采掘作业如何影响断层活动，以及这种活动如何诱导冲击地压的发生。 这项研究揭示了采掘工程对断层稳定性的重要影响，强调了采用数值模拟方法评估和预防冲击地压的重要性，这对于提高矿井安全水平，制定有效的开采策略具有重要的实践意义。