断层端部地应力影响因素数值分析.pdf

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1、第38卷第4期煤田地质与勘探V01．38NO．42010年8月COALGE0U0GY&E．L0R棚ONAug．2010文章编号：1001-1986(2010)04．0047．05断层端部地应力影响因素数值分析贾晓亮，崔洪庆，张子敏，(1．煤炭科学研究总院重庆研究院，重庆400037；2．河南理工大学瓦斯地质研究所，河南焦作454003；3．中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会，河南焦作454003)摘要：断层端部是煤与瓦斯突出事故的主要危险地段。利用有限差分数值模拟软件FLAC模拟断层端部地应力场分布情况。结果表明：断层倾角、断层性质、断层内摩擦角、煤层弹性模

2、量、煤层泊松比和边界应力比是影响断层端部应力大小的主要因素。其中断层内摩擦角和边界应力比对断层端部应力的影响最为敏感，是断层端部应力集中程度的主控因素；断层倾角对断层端部应力的影响比较大，倾角为45。时断层端部应力最大。利用该软件，在临近断层开采区内对断层端部应力集中程度和应力集中范围的预测，有助于确定断层防水煤柱的留设宽度和预防煤与瓦斯突出事故的发生。关键词：断层；地应力；数值模拟；FLAC如中图分类号：TD713：TD32文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001-1986．2010．04．0IlNumericalsimulatio

3、nofgeostaticstressinflueningfactorattheendoffaultJIAXiaoliang，CUIHongqing，ZHANGZimin~’(1．ChongqingInstitute，ChinaCoalResearchInstitute，Chongqing400037，China；2．ResearchInstituteofGasGelogy，HenanPolytecnicUniversity，Jiaozuo454003，China；3．ProfessionalCommitteeofGasGeology，ChinaCoalS

4、ociety，Jiaozuo454003，China)Abstract：CoalandgasoutburstsaccidenthappenfrequentlyinChina’Smines，Theendoffaultismajorriskplaceofcoalandgasoutburstaccident．FLAC如softwaresimulatesstressdistributionstateattheendoffault．Theresultsdemonstratedthatfaultdip，faultnature，internalfrictionange

5、loffault，coalseamelasticmodulus，coalseampoisson’Sratio，boundarystressratioaremajorfactorsaffectingstressconcentrationattheendoffault．Faultfric-tionangleandtheboundarystressratioarethemostsensitivetotheeffectsofstressandconstituethemajorcon·trollingfactorsforstressconcentration．Fa

6、ulttipislargerfactoreffectingstressattheendoffault．Thestressattheendoffaultismaximumstresswhenfaulttipis45。．UsingFLAC如software，stressconcentrationforecastsintheminingareanearthefaulthaveapplicationvalueforpreventionofcoalandgasoutburstaccidentanddeterminingfaultwaterproofpillarwi

7、dth．Keywords：fault；geostaticstress；numericalsimulation；FLAC。瓦斯地质研究表明，地质构造是控制煤与瓦斯力高度集中地带。当断层尖灭于煤层中时，断层尖突出事故的主要地质因素⋯。通过对我国煤与瓦斯灭处往往派生和伴生构造发育，煤体结构遭受破坏突出事故统计分析表明，煤与瓦斯突出在井田中的严重，因而聚集大量的高能瓦斯，为发生煤与瓦斯分布是不均匀的，比较集中发生在对矿区或井田总突出事故创造了条件。下文分别改变断层倾角、断体上起控制作用的断层附近，其中断层端部是发生层性质、断层内摩擦角、煤层弹性模量、煤层泊松煤与

8、瓦斯突出事故的高危地段【2】。国内外专家学者比、边界应力比等方面，利用现今岩土力