中国安全科学学报

作者：郭文兵, 刘玄, 杨伟强, 吴鹏飞, 张伊辉

单位：1 河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000；2 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心, 河南 焦作 454000；3 郑州煤炭工业集团有限责任公司 大平煤矿,河南 郑州 452370

关键词：断层影响,覆岩运移,地表移动,采场应力,滑移倾向性

基金：国家自然科学基金重点项目资助(U21A20108); 中原科技创新领军人才项目(224200510012); 安全与能源学部 “双一流”创建工程培育项目(AQ20230204)

为了研究开采扰动下含有断层工作面的覆岩及地表响应情况,首先采用数值模拟、理论分析和现场实测等方法,研究临近断层工作面采动影响下覆岩及地表运移和应力响应特征;其次建立数值模拟模型,结合“裂断拱”和“应力拱”分析临近断层工作面开采覆岩破坏和采场应力响应特征;然后建立断层面滑移力学模型,并结合断层滑移倾向性指标Qs定量分析断层上盘开采断层面活化倾向性;最后采用现场实测方法,分析郑州矿区大平煤矿采动影响下断层上盘地表移动变形特征。结果表明:开采扰动下“裂断拱”的发育最大宽度达到221.5 m,最大发育高度达到110 m,宽高比约为1∶2;含有断层工作面“应力拱”特征,呈现非对称结构;随着断层面埋深的增加,断层面滑移倾向性呈现出先增后减再增的趋势,在弯曲下沉带同等埋深滑移倾向性缓增、在裂隙带同等埋深区域呈现出先减后增、在垮落带同等埋深区域呈现出快速增加;断层上盘开采保护煤柱留设30 m断层未活化,大平煤矿的基岩移动角和边界角较郑州矿区一般地质条件下工作面上的分别偏小8.8和4.6°,较同煤矿无断层工作面基岩移动角偏小6.7°。

来源：2023年第12期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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