构造对冲击地压的控制作用及案例分析

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1、构造对冲击地压的控制作用及案例分析摘要：从构造形成机制的角度分析构造区的应力环境,并运用矿山压力理论、数值模拟等探讨断层、褶皱、相变诱发冲击地压的机理，并对典型案例进行分析。得出结论:断层、褶皱、相变等构造诱发冲击地压的机理为构造应力与采动应力叠加;将褶皱各部位的受力状态分为5个区，其屮向斜轴部、背斜轴部、翼部是冲击地压的易发区;避免应力叠加是防治构造控制型冲击地压的有效途径。关键词:煤矿；冲击地压;构造;控制作用；应力叠加Analysisoncontrolactionofgeologicstru

2、etumonrockburstandtypicalcasesAbstract:Stressconditionsintectoniczoneswereanalyzedintheviewofformationmechanismofgeologicstructures,andthemechanismofcoalburstinducedbygeologicstructuressuchasfauIts，foldsandtransformationswasdiscusscdusinggroundpressur

3、etheoryandnumericalSimulationmethod.Furthermore,typicalcasesofcoalburstwereenumerated.Theresearchresultsshowthatthesuperpositionoftectonicstressanddisturbancestressistheessenceofcoalburstinducedbygeologicstructuressuchasfaults,foldsandtransformations;

4、onefoldcanbedividedintofivepartsaccordingtothedifferenceofstressstates,andcoalbursthasoftenhappenedinthesynclinalaxis,theanticlinalaxisandtheflankoffold;theeffectiveapproachtopreventtectonic-controlledcoalburstistoavoidthestrKeywords:coalmine;coalburs

5、t;geologicstructure;controlaction;slresssuperposition.冲击地压发生机理一直是采矿和力学界长期探讨而未解决的课题。齐庆新提出了基于微地震监测技术的冲击矿圧应力控制理论［1］，潘一山提出了用于判别煤层冲击倾向性与危险性评价指标［2］,窦林名等提出了冲击地压强度弱化减冲理论。从工程上看,冲击地压类型主要有巨厚坚硬岩层断裂诱发的冲击（I类）、底板屈曲断裂诱发的冲击（II类）、自垂与采动应力叠加诱发的冲击（III类）、煤柱集中应力诱发的冲击（IV类）、厚

6、煤层动力扩容诱发的冲击（IV类）、构造应力或构造应力与采动应力叠加诱发的冲击（V类）。H前，针对I~IV类的研究较为深入，取得了丰硕的研究成果［1-5］。从20世纪90年代起，采矿科学的研究人员开始关注构造对冲击地压的作用，如孙步洲［6］通过对陶庄煤矿地表移动观测资料和冲击地压进行实际对比，得到了断层参与诱发冲击地压的认识;谭云亮［7］通过分析门头沟井HI构造应力场和冲击地压发生区域的关系，获得构造应力对冲击地压的发生起制约作用的认识;陈国祥［8］采用数值模拟方法反演了褶皱的形成过程及应力分布规律

7、，分析了褶皱不同部位的应力状态;姜福［9］通过分析微地震监测到构造活化现象，将构造控制型冲击地压分为增压型和减压型两类。此外,据统计，发生在构造（主要指断层、褶皱、和变）附近的冲击地压占所有冲击地压发生次数的70%以上。本文结合构造地质学、地质力学、矿山压力等，分析各种构造对冲击地压的控制作用，并结合典型案例进行分析，以期为现场冲击地压防治提供参考。1构造对冲击地压的控制机理1.1断层诱发冲击地压的机理煤出内广泛存在的断层类型主要有正断层、逆断层。断层类型不同，其成因也不同，诱发冲击地压的机理也不

8、相同。(1)逆断层。根据地质力学观点［10］，逆断层主要是出水平挤压形成。通常逆断层形成前的状态为背斜构造。单一岩层或岩层组长期受到平行于层而的高水平应力挤压作用，岩层或岩层组屮部发生隆起，形成背斜构造，；受到水平应力的继续挤压和扭应力作用，特别是两侧力的不均匀作用，背斜核部继续隆起，两翼继续向核部挤圧，并在一翼中部发生扭转；随着翼部向上运动和两侧水平应力的继续作用，扭曲的翼部中部发生相对位移，并产生剪应力，在强大剪应力作用下，翼部中部出现破裂面，破裂面两侧(即上、下盘)产生错动，