煤炭学报

作者：王晓东, 罗永江, 石佳林, 梁运培, 胡千庭,

关键词：地应力分布, 含煤地层, 逆断层, 应力集中, 应力转向,

为深化对逆断层控制下含煤地层的地应力分布特征的认识，运用自主研发的大型真三轴仪器“矿山地质构造模拟实验系统”，基于相似原理，开展考虑深度、断层倾角、落差等影响因素的物理模拟实验。结合数值模拟，分析不同条件下扰动区宽度和地应力分布规律。研究结果表明：① 断层上盘的应力扰动宽度大于下盘，且2者都随深度的增加而减小。倾角45°断层的扰动宽度比60°断层小，在500、1 000、1 500 m深度处，前者分别为35.72、27.33、10.71 cm，后者分别为47.03、32.15、17.85 cm。② 临近断层处最大水平应力(σH)有明显的应力集中现象。当断层倾角大于45°时，倾角越大，应力集中程度越大。45°断层下盘临近断层处的4号测点在500、1 000、1 500 m深度的应力集中系数分别为为0.95、0.94、1.15，与区域应力场接近。而60°断层的4号测点在500、1 000、1 500 m深度的应力集中系数分别为1.11、1.44、1.42。③在远离断层处的未受扰动区，σH偏转角度较小，几乎都小于15°。在扰动区，σH偏转角度受倾角控制，σH偏转角度最大达到约90°。倾角45°断层中，σH偏转角度最大的区域在下盘临近断层处；在倾角60°断层，这一区域则出现在距离断层有一定距离的上盘中。④当落差大于煤层厚度时，扰动宽度(尤其上盘扰动区宽度)明显变大。应力集中区域出现在弹性模量更大的地层中，煤层中各测点σH离散性很大。

来源：2024年第9期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2024年第9期