煤炭学报

作者：郭德勇, 揣筱升, 张铁岗, 郭明生,

关键词：地应力测量, 应力解除法, 构造物理, 首山一矿,

为探讨平顶山首山一矿深部地应力分布规律及其影响因素，基于矿井实测地应力数据，运用构造物理学、岩石力学和数值模拟方法，研究了测点地应力类型、大小和方向分布规律，反演了地应力场分布特征，分析了埋深、岩性和地质构造对地应力的影响，确定了影响地应力分布的主控因素。研究表明：多元回归反演分析法获得的地应力计算值与实测值吻合，相对误差小于20%，结果可靠。矿井煤岩体处于三维压应力状态，煤层主应力关系为SH > SV > Sh，地应力由矿井北部向南部呈现先增大后减小再增大的变化趋势，地应力为28～44 MPa，属于高应力水平，地应力方向为NEE向。埋深影响地应力大小和类型，随埋深增加主应力增大，应力场类型向准静水压力场过渡；岩性与地应力密切相关，从泥岩到砂岩或灰岩，地应力增大，弹性模量越大地应力越大，地层岩性的差异造成地应力大小离散分布、应力方向偏转角不超过10°；矿井地应力与埋深、弹性模量的关系可表示为σH=0.0350H+0.4681E–8.5513。地质构造是影响首山一矿地应力分布的主控因素，褶皱形态控制地应力的水平应力分布，向斜内弧应力值大于背斜内弧，且褶皱弯曲程度越大，其内弧地应力越大，应力梯度越大；断层带内应力降低、断层尖灭端应力集中，地应力方向沿着断层走向偏转，与断层走向夹角越大，应力方向偏转角越大；断层切割复式褶皱时，断层与向斜构造组合区应力值大于断层与背斜构造组合区，且断褶构造组合造成地应力方向分布紊乱。

来源：2024年第5期

《煤炭学报》期刊编辑部

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