在我國,隨著淺部資源的逐漸消失,地下開采的比例越來越大。而隨著開采深度的不斷增加,地應力水平不斷增高,開采的安全性越來越差。尤其是隨著重點礦區(qū)進入深部特殊構(gòu)造區(qū)域開采,以沖擊地壓、礦震等為代表的動力災害,無論是發(fā)生的頻率,還是發(fā)生的規(guī)模以及危害程度都明顯加劇。目前,在深部開采過程中,沖擊地壓等動力災害的孕育機制和誘發(fā)機理亟需進一步探明,尤其在地質(zhì)構(gòu)造影響區(qū),動力災害的致災過程和致災條件更加復雜和多變。初步研究表明,向斜軸區(qū)域煤層開采過程中,受高構(gòu)造應力的影響,強礦震、沖擊地壓等動力災害發(fā)生得更加頻繁且破壞性更強。甘肅省硯北煤礦區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復雜,沖擊地壓現(xiàn)象顯著,2502采區(qū)的02工作面位于硯北煤礦向斜軸區(qū)域,回采過程中誘發(fā)多起強礦震和沖擊地壓事件。以此為工程背景,針對硯北煤礦向斜軸區(qū)域高構(gòu)造應力環(huán)境,圍繞礦震孕育載體“圍巖特征區(qū)”,通過地應力測量、地應力場反演、相似材料模擬試驗、理論分析及巖石力學實驗等技術手段,初步研究了向斜軸區(qū)域采場圍巖破裂特征及其與微震活動的相關性,得到以下主要結(jié)論:（1）獲得了硯北煤礦向斜軸區(qū)域的應力場特征及其采動應力演化規(guī)律。硯北煤礦250202工作面所處向斜... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１研究技術路線??

?北京科技大學博士學位論文???之內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造及巖漿活動跡象。華亭煤田內(nèi)包括白草峪井田（華??亭煤礦）和硯北井田（硯北煤礦），白草峪井田位于華亭復式向斜的中西部，??硯北井田位于向斜南延部分的東翼，兩井田內(nèi)基本構(gòu)造形態(tài)有單斜、背斜和??向斜，如圖３－１所示。??華硯礦區(qū)位于華亭煤田東北部，華亭縣城西北，行政區(qū)劃屬華亭縣硯峽??鄉(xiāng)、東華鎮(zhèn)及策底鄉(xiāng)管轄，地理坐標：東經(jīng)１０６°３６＇３１〃－１０６°４０力８〃，北緯??３５°１３４６〃－３５°１６＇５４〃。華硯煤礦工業(yè)場地位于華亭縣城東部，距華亭縣城??２．００ｋｍ。其范圍北以山寨礦井相鄰；東以各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦深部最低境界為界；??西與陳家溝煤礦相鄰；南部與華亭縣城保護煤柱為界。礦井南北走向長??５．６８ｋｍ，東西寬?４．１５ｋｍ，面積約?２３．５９ｋｍ２。??所研華硯礦區(qū)海拔高度大致在１４３０￣１６８０米，地形總體上是西高東低、??北高南低。硯北煤礦基本構(gòu)造形態(tài)從北到南為單斜、背斜和向斜、單斜等。??區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)斷層和巖漿巖。煤炭資源條件優(yōu)越，井田含煤地層為侏羅系延??安組，共５層，１、２、４層煤不可采，其中煤５層賦存穩(wěn)定，平均厚度在３０？４０??米。井田中東部向斜西翼傾角１１￣１６度，東翼傾角１５？３０度，硯北煤礦２５０２０２??工作面處于向斜軸影響區(qū)域，工作面與向斜軸相交隨后經(jīng)過向斜軸西翼。??圖３－１華亭礦區(qū)構(gòu)造示意圖??３．１．１地應力測置原理??從經(jīng)濟和技術等角度考慮，華亭煤礦的地應力測量宜采用目前己經(jīng)發(fā)展??較為成熟的應力解除法進行。??本次地應力測量工程所采用的地應力測量系統(tǒng)為北京科技大學蔡美峰教??－１７－??

?向斜軸區(qū)域采場圍巖破裂特征及其與微震活動的相關性研宄???授課題組所研制的孔壁變形法之空心包體應變計法，應力計結(jié)構(gòu)如圖３－２所??示。該方法可以更大程度上消除測量中由于溫度等環(huán)境因素所產(chǎn)生的誤差。??ｒ￣?—?—?—■?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?＿＿＿?—?＿＿＿?—?＿?—?＿?—?＿?＿?—?｜??Ｉ?＞２－１４?Ｊ－?（Ｌ?８?ＪＬ?＾?１２?１３?１４?１５?＊??？?＼?ｔ?ｔ?Ｖ?＼?ＸＸ、、ｈＡ＇、＼＇?又?■??■?＾?ｎ，?＾＾／．：二二：：：：：：：：：：…＇＾＂／?／?／＂＇?ｆ?ｆ?ｆ?／?ｆ?ｆ?ｎ?／?／?Ｔｘ?■??？?ｔｉｌ?????＾７?〇?＂Ｖ?｜??展?丨??Ｂ?Ｂ?Ｂ?ＨＢ?ＭＭ?ｍｍ?ｍｍｍ?ｓｂ?ｍｂ?ａｓ?ｓ?ｍｍ?ｍａｍ?＾?ｉ＾ｂ?ｍｂ?ｍｂ?＾ｍｍｍ?ｍｂ?ｍｍ?＾?＿??１－安裝桿；２－定向器導線；３－定向器；４－讀數(shù)電纜；５－定向銷；６－密封圈；７－環(huán)氧樹脂筒；??８－空腔；內(nèi)裝粘膠劑；９－固定銷；１０－應力計與孔壁之間的空隙；１１－柱塞；??１２－巖石鉆孔；１３－出膠孔；１５－密封圈；１５－導向頭；１６－應變花。??圖３－２?ＫＸ－８１型空心包體三軸地應力計結(jié)構(gòu)示意圖??測量原始地應力場就是確定存在于擬開挖巖體及其周圍區(qū)域的未受擾動??的三維應力狀態(tài)。這種測量通常是通過一點一點的量測來完成的。??在三維應力場中，根據(jù)現(xiàn)代彈性理論可以精確計算出一個無限體中的鉆??孔表面及周圍的應力分布。在應力解除測量得到鉆孔表面應變的基礎上，由??胡克定律即可求出鉆孔表面的應力，進而確定鉆孔處的原巖應力狀態(tài)。??巖體


本文編號：3243302