煤炭学报

作者：原富珍, 马克, 庄端阳, 王振伟, 孙兴业,

关键词：底板突水, 微震监测, 断层, RFPA2D,

针对董家河煤矿工作面断层突水问题，通过构建工作面微震监测系统，对断层区域底板岩体微破裂信息进行分析，再现了过断层前后底板岩体微破裂萌生演化过程。同时将微破裂信息和岩石破裂过程分析系统RFPA2D结合，研究底板断层围岩导水裂隙带发育过程中应力场的变化规律。结果表明:① 根据微震事件分布结果分析，工作面位于断层前方85 m时，底板断层开始发生微破裂。过断层前断层附近底板微破坏深度达到25 m，底板具有分段局部破坏特征;过断层后，最大微破坏深度为35 m，微破裂逐渐贯通。② 基于微震能量密度分布结果分析，过断层前高能量密度集中区走向长度约15 m，位于煤层下方5~25 m，而紧邻煤层的5 m范围内的断层仍处于稳定状态。过断层后高能量密度区向上盘采空区及深部扩展，沿工作面走向扩展至上盘采空区约80 m范围内，深度方向扩展至煤层下方约35 m。③ 基于微震监测和数值模拟结果分析底板岩体破坏过程，将底板突水通道扩展过程分为过断层前和过断层后两个阶段，过断层前煤层下方25 m附近断层围岩首先发生微破裂，并沿断层向上扩展，煤层下方5~25 m发生局部微破裂但并未形成贯通;过断层后微破裂自上而下扩展并逐渐贯通，形成突水通道。④ 基于数值模拟断层应力演化规律分析，过断层前，断层剪应力为负值且逐渐减小，断层上盘有向下滑移趋势，深度越大剪应力越快达到最大，围岩自下而上发生压剪破坏。工作面位于断层附近时，剪应力方向迅速反转并达到最大，断层上盘在承压水作用下有上升趋势，围岩自上而下发生拉破坏且逐渐贯通形成导水通道。

来源：2019年第6期

《煤炭学报》期刊编辑部

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