小斷層活化對采空區上覆巖層破壞及滲透性影響

張學博，王 豪，沈帥帥

（1.河南理工大學安全科學與工程學院，河南 焦作 454003；2.河南省瓦斯地質與瓦斯治理重點實驗室，河南 焦作 454003；3.煤炭安全生產與清潔高效利用省部共建協同創新中心，河南 焦作 454003；4.河南神火煤電股份有限公司，河南 永城 476600）

0 引 言

斷層作為一種地質構造，嚴重危害到采煤工作面的順利推進，甚至對井下作業人員的生命安全造成威脅。 早在20 世紀，國內外就充分認識到斷層的危害以及查明斷層破壞規律的重要性［1-2］，開始運用理論研究和數值模擬來研究斷層的采動活化規律。 21 世紀以來，煤礦開采深度逐漸加大［3-4］，斷層成為開采過程中不容忽視的一個重要危險源。 不論是在斷層上盤開挖還是下盤開挖，都會使垂直斷層面在自重體積力作用下表現出具有正斷層方式的錯動，錯距由上到下逐漸減少到0［5］。 斷層傾角越大，斷層越容易活化與突水［6］；斷層附近的水平位移呈現出馬鞍形，證實了斷層附近發生了滑移錯動［7］。 下盤采動對斷層的影響范圍更為集中，活化危險性更高［8］。 覆巖重力以及采空區巖層下滑力疊加作用下容易使得斷層下盤巖體以某一軸線發生扭轉，增大了沖擊危險性［9］。 逆斷層下盤工作面煤層直接頂斷層帶活化的可能性大于上盤工作面，高位巖漿巖斷層帶活化的可能性小于下盤工作面［10］。 通過數值模擬軟件分析礦體開挖過程中斷層屬性對斷層活化滑移量以及釋放能量的影響，發現斷層內摩擦角對其影響最為強烈［11］；……