基于古构造应力场的井田小构造预测研究.pdf

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1、Vo1．24，No．6第24卷第6期中国矿业2015年6月CHINAMININGMAGAZINEJun．2015。嘲麟基于古构造应力场的井田小构造预测研究孟达，张梅(1．中国科学院力学研究所，北京100190；2．河北农业大学城乡建设学院，河北保定071000)摘要：本文首先收集并综合华北平原的区域地质纲要资料，其次对邢台地区显德汪矿区古构造应力场进行了分析，确定了历次构造运动对本矿区构造产生的影响，基于构造应力演化规律，通过建立了矿区的三维数字地质构造模型，结合岩石力学，弹塑性力学，断裂力学，进行数值计算。通过理论分析、数值模拟以及现场实验相

2、结合，预测了该井田小构造分布区域和分布规律。得到矿区的断层分布区域图。该研究结果可为矿田现在采区及未开采区采掘设计提供最优方案，最大限度避免经济损失，也可为瓦斯地质分布、奥灰水赋存提供帮助。关键词：古构造应力场；井田小构造；数字高程模型(DEM)；数值模拟；区域预测中图分类号：T0文献标识码：A文章编号：1004—4051(2015)06—007卜O5TheregionalforecastofthecoalminestructurebasedonthepaleotectonicstressfieldMENGDa，ZHANGMei。(1．Inst

3、ituteofMechanics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China；2．AgriculturalUniversityofHebei，CollegeofUrbanandRuralConstruction，Baoding071000，China)Abstract：ThepapercollectedandsynthesizedtheregionalgeologicaloutlineinformationoftheNorthChinaPlain，andanalyzedthepaleotectoni

4、cstressfieldofXiandewangCoalMineareainXingtai，determinedtheeffectsontheminestructureproducedbytheprevioustectonicmovement．Basedontheevolutionoftectonicstress，combinedwithrockmechanics，elastic-plasticmechanicsandfracturemechanicstoproceededthenumericalcalculation，establisheda

5、three—dimensionaldigitalgeologicalstructuremodelofthemine．Throughtheoreticalanalysis，numericalsimulationandfieldexperiments，predictedthesmalIstructuresdistributionareaandthedistributionlawoftheminefield，gottheminefaultdistributionareamap．Notonlytheresearchresultscanprovideth

6、eoptimalminingdesignsolutionfortheminingareaandnominingarea，butalsohelpforthegasgeologydistributionandtheOrdovicianlimestonewateroccurrence．Keywords：paleotectonicstressfield；coalminestructure；DEM(DigitalElevationMode1)；numerica1simulation：regionalforecast1背景介绍不均匀性。小构造的存在，使得瓦

7、斯和承压水赋存地质构造复杂程度中等及以下的矿区勘察孔具有空间，顶板冒顶大多也是小构造造成的。因此间距一般在300500m，中大型构造可以普遍探测小构造会直接影响煤矿生产的安全和工作效率。到，但是对于工程尺度的小构造很难在勘察阶段查例如，对于断距较大的断层，会影响综采机的寿命，明。小构造是普遍存在的，其密度不同，分布具有断层破碎带大的煤层开采时会直接影响原煤的生产质量，由于导水性增强会引起矿井水害，或者引起煤与瓦斯的突出等问题[1]。收稿日期：2014-09-20目前的科技发展水平，小构造的预测只靠任何基金项目：国家自然科学基金项目资助(编号：5

8、1274185)；国家重一种方法都很难预测准确，因此，需要多种方法的点基础研究发展计划(973)项目资助(编号：2O1OcB7315o0)综合预测，相