采動影響下斷層活化失穩及能量釋放規律研究

王同旭，曹明輝，江東海

(1.山東科技大學 能源與礦業工程學院，山東 青島 266590；2.山東科技大學 礦山災害預防控制省部共建國家重點實驗室培育基地，山東 青島 266590；3.中國礦業大學 深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室，江蘇 徐州 221116)

0 引 言

沖擊地壓是采礦開挖形成的擾動能量在煤巖體中聚集、演化和在一定誘因下突然釋放的動力過程，隨著煤炭資源開采逐步移向深部，沖擊地壓問題日益凸顯，嚴重制約著煤礦的安全高效生產[1-2]。統計表明，在斷層附近進行煤炭資源開采更容易誘發沖擊地壓災害[3-4]，需要研究采動影響下斷層沖擊地壓的發生機理。斷層沖擊地壓是井田范圍內由于煤層采掘活動引起斷層的突然相對錯動(斷層活化)而猛烈釋放能量的現象[5]，國內外學者針對斷層活化與斷層沖擊地壓進行了大量的研究工作。理論分析方面：梁冰等[6]提出了礦震發生的黏滑失穩機理，指出了斷層等地質構造處易發生黏滑失穩釋放能量造成沖擊地壓；李振雷等[7]、蔡武等[8]提出了斷層閉鎖與解鎖的理論，闡述了斷層活化沖擊地壓的機制，并進行了誘沖機理分析；林遠東等[9]分析了斷層摩擦與視摩擦因數的量值關系，并以此判斷斷層是否活化。現場實測與室內試驗方面：朱斯陶等[10]根據現場微震監測結果分析，將斷層活化過程分為應力顯現、蓄能、結構活化3個階段；潘一山等[5]建立了擾動響應穩定性判別準則，并利用試驗驗證了斷層沖擊地壓的間歇性；……