地质动力区划在冲击地压矿井中的应用

为解决和降低冲击地压事故对矿井安全生产带来的危险,以抚顺老虎台矿区为研究对象,对老虎台矿区的活动断裂进行深入的研究.采用地质动力区划的方法,通过应用地形测量图,并且结合卫星照片、地震震源分布图等,查明了老虎台矿区的Ⅰ~Ⅴ级活动断裂,确定了研究区域内的活动断裂,并且划分出了区域内断块结构.由各级活动断裂所划分出的断块结构表明了老虎台矿区现今构造运动的情况.通过现场考察,结合理论计算的方法明确了活动断裂对老虎台矿区冲击地压有较大的影响.同时分析了断裂构造与区域地震的分布以及活动断裂对冲击地压和矿震的影响.     

断裂构造翼部滑动型冲击地压的构造物理模型

为研究强冲击地压发生后断裂构造两侧的位移方向,建立了冲击地压的构造物理模型,从构造应力场的角度分析了断裂构造位移的从属现象,不属于开采技术性问题.通过对乌拉尔矿区和北票矿区的研究,确定开采扰动下,构造型冲击地压发生过程中,沿着断裂方向的位移矢量和开采技术间的相关性,主断层沿延伸方向的位移与构造应力场的存在相一致.通过对沿断层面的位移和构造应力场方向间的关系,以及孕育冲击地压的区域R范围和震源区尺度间的比率关系的分析,表明断裂翼部滑动型冲击地压是区域现代构造运动的结果,采矿工程活动是诱因.     

现代构造应力场与矿井冲击地压

抚顺老虎台矿是我国发生冲击地压较早、次数较多的矿区之一。文中以地质动力区划方法查明的各级活动断裂为区域构造格架，将老虎台井田简化成由１０条断裂带组成的平面弹性模型，编制了应力计算软件。得出了浑河断裂是一条活动断裂，蠕滑活动是其主要活动方式。它的断裂带及与之平行的Ｆ＿１断层形成的构造应力区对矿区应力状态起主导作用，采动影响是导致该断裂带内构造应力释放、产生冲击地压的诱因的结论。     

评估岩体应力状态防治冲击地压

基于地质动力区划方法，确定区域内的活动断裂，划分岩体断块结构，结合原地应力测量和数值计算方法来评估区域岩体的原岩应力，从而确定研究区域的冲击危险区；然后通过次生应力测量及数值模拟等手段，确定采场及巷道周围次生应力的分布情况。根据对研究区域冲击发生的条件的研究，确定可能发生冲击的采掘布置方式及地点，从而为有针对性地采取防治措施提供依据。     

老虎台井田构造应力分析

应用数据库对老虎台井田其发生的 263 次冲击地压之统计分析表明,岩体动力现象与活动断裂有密切关系。因此,对该井田进行了地质动力区划的研究。通过逐级使用地形测量图并结合其它方法查明了井田Ⅰ～Ⅴ级活动断裂,由各级断裂所分割的断块结构展现出了井田现今构造运动的结果。在确定主应力的基础上,以查明的各级断块结构为模型,应用有限元法进行了区域构造应力场的数值模拟。进而总结了应力分布与岩体动力现象的内在关系。     

地质动力区划在岩体应力预测中的应用

介绍了地质动力区划方法及其在开滦矿区的应用。地质动力区划方法以板块构造理论为基础，以区域构造形式为主要研究对象，进行活动断裂的划分，确定区域构造形式。结合地应力测量和岩体应力分析，确定区域岩体应力分布规律，并对矿井开采所引起的矿山压力显现做出预测，为安全生产提供地质保障。该方法工程投入少，简便易行，推广应用前景广阔。     

矿区岩体应力状态对瓦斯突出区域分布的影响

基于地质动力区划方法,建立区域地质构造模型,以岩性分布和地应力测量为边界力学条件,确定了矿区区域岩体应力分布规律:矿区区域岩体应力状态主要受断裂构造的控制,断裂构造的叠加扰动使原岩应力场重新分布.鹤壁六矿岩体应力状态对煤与瓦斯突出区域分布的影响分析,结果表明:构造应力场对煤与瓦斯突出起控制作用,构造应力区的分布决定了煤与瓦斯突出的区域性分布.这为矿井煤与瓦斯突出区域预测、局部检测和解危提供了理论参考.     

济三煤矿岩体应力状态对冲击地压影响

为明确煤岩体应力状态与济三煤矿冲击地压之间的关系,结合济三煤矿的实际工程背景,利用地质动力区划的方法划分地质构造区域,建立了岩体应力计算模型,分析了岩体应力状态对冲击地压的影响.结果表明:冲击地压容易发生在高应力区和应力梯度区,尤其是应力梯度大的区域;同时也受Ⅳ-2、Ⅴ-5等活动断裂的影响.研究成果为冲击地压的防治提供了依据.     

煤矿冲击地压危险性模糊综合评价

为准确预测煤矿冲击地压,采用理论分析、数学建模和现场应用相结合的方法对冲击地压危险性评价展开系统研究.引入多层次模糊数学评价理论,分析冲击地压影响因素,确定冲击地压危险性评价指标.结合1-9标度表提出冲击地压危险性评价方法,并在忻州窑煤矿5931面进行现场应用.工作面冲击地压危险性评分为0.506,危险等级为C,属于中等冲击,与煤岩冲击倾向性测定实验和现场微震监测结果较为吻合,验证了数学评价方法的可靠性.     

龙凤矿冲击地压成因规律的分析研究

本文在对历年发生的近200次冲击地压的统计分析,对六种煤岩的13项物理力学参数进行了实验室试验,以及地应力测量、现场观测和地质构造形迹分析,和应用电子计算机进行数值模拟等基础上,对龙凤矿冲击地压的成因和规律进行了分析研究.     

高邮凹陷南断阶东部阜宁期构造应力场及其对断层的控制作用

在断层级别划分的基础上分析断层的走向变化、组合规律及活动特征,建立地质模型,并确定SE152°~NW 332°为区域应力的加载方向,结合岩石力学试验确定岩石力学参数及加载应力值,采用有限单元法对工区阜宁沉积期构造应力场进行数值模拟,详细分析构造应力对断层的控制作用。结果表明:南断阶东部阜宁沉积期最小主应力均表现为张应力,沿真①断层在许庄地区和竹墩地区的向北凸出位置出现两个最小主应力高值区,断层发育密集;剪应力呈条带状右旋、左旋区域相间展布,右旋最大剪应力和最小主应力控制产生北北东向正断层,左旋最大剪应力和最小主应力控制产生近东西向正断层。     

利用活动断层构造形迹确定矿井构造应力主方向

论述了在矿井地质动力区划方法所划分出的活动断层基础上,利用共轭活动断裂对法和活动断裂擦痕法确定矿区构适应力状态的方法,用该方法确定出的矿井主应力状态,对矿并开拓及采区巷道布置设计都具有指导性的意义.     

川西彭州地区雷四段地层区域应力场分布规律及应用

由于对川西彭州地区雷四段地应力分布规律认识不足，井壁失稳问题频发。基于地震解释成果建立了区域三维地质模型，采用室内实验和测井资料确定了模型的岩石力学参数，运用有限元方法模拟了研究区目的层地应力场。结果表明，最小水平主应力为87.30~136.43MPa，最大水平主应力为122~190.57MPa；高应力主要集中在研究区西南部和背斜两翼，由于断层应力得到释放，应力最小，而断层周围因岩石变形但未破碎，表现为应力集中；断层区域的地应力方向发生了偏转，断层走向越接近地应力方向，应力方向偏转程度越小。以7-1D井为例，结合地应力预测结果，绘制了该井坍塌压力方位变化图，为井壁稳定性评价提供参考。研究成果能为川西彭州地区雷四段地层的井壁失稳防治和施工提供有效指导。     

基于ABAQUS的地下隧洞开挖及围岩稳定性分析

以ANSYS为平台建立了有限元分析模型,采用ABAQUS作为计算和后处理软件,对工程区的地应力场开展了研究,分析了有断层贯穿的隧洞开挖及支护后围岩的稳定性,探究了提高围岩体参数的等效模拟方法的可行性.分析结果表明,断层对隧洞开挖后的围岩应力及位移均有不利的影响,容易出现应力集中现象;锚杆采用等效参数模拟的结果是合理、简捷的;支护系统提高了围岩体的稳定性.     

基于多源地震干涉法隧道断层位置预测数值模拟

西部山区在建或即将修建的大量隧道都具有高地应力特征,如何提高高地应力隧道超前地质预报的准确性是当前工程界面临的一大关键难点,而地应力增加是岩体波速增加的主要因素之一。采用多源地震干涉法模拟了在断层波速一定的条件下围岩波速和断层倾角变化对隧道掌子面前方断层位置识别的影响。数值模拟结果表明:围岩波速和断层倾角的增加会导致预报的断层位置比实际位置更接近掌子面,计算结果间接表明了地应力对识别断层位置的影响。通过二元二次函数回归分析拟合出一个含地应力和断层倾角的修正公式,依据修改公式,对白马隧道高地应力洞段掌子面前方不良地质体进行了超前地质预报,隧道现场开挖结果与修正后的预报结果基本一致。     

深部逆断层圆弧形断面诱发煤岩动力灾害的力学分析

为了探索逆断层附近易于发生煤岩动力灾害的力学机制,构建了由构造应力为主导的圆弧形断层面简化力学模型,得到了构造应力以及由其引起附加垂直应力的分布规律,进而建立了断层上盘逆冲滑动临界角度的数学模型。研究表明:水平构造应力与附加垂直应力随着断层倾角的增大而增大,当断层倾角接近90°时,附加垂直应力突然增大且其值数倍高于水平构造应力;基于逆断层滑动的力学分析,理论计算了煤层沿断层逆冲滑动的临界角度,这将对煤岩动力灾害的危险性预测有一定的参考意义。     

徐深气田断裂发育及其对天然气成藏的控制作用

为准确判断松辽盆地徐深气田断裂的发育及其与深层天然气成藏之间的关系,根据钻井、测井和分析测试资料,利用断裂生长指数、断裂活动速率、剖面伸展率及构造演化剖面,厘定徐深气田断裂主要活动时期、断裂系统等,并建立该区的天然气成藏模式。结果表明:徐深气田断裂主要活动时期由古至今依次为火石岭组、沙河子组、营一段、营三段、泉头组末—姚家组沉积时期;气田内断裂可划分为早期伸展断裂系统(Ⅰ)、早期走滑伸展断裂系统(Ⅱ)、晚期伸展断裂系统(Ⅲ)、晚期张扭断裂系统(Ⅳ)、早期走滑伸展—晚期伸展断裂系统(Ⅴ)、早期走滑伸展—晚期张扭断裂系统(Ⅵ)、走滑断裂系统(Ⅶ)(徐中、徐东)。Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ型断裂系统是构成气源断裂的主要断裂系统类型。工业气流井均分布在距源断裂3 km范围内的火山岩区域内。     

断层带对深部地压影响的数值模拟

由于浅部断层带中的岩体比较软弱和破碎,所以成为应力降低带,而深部工程中断层带对地压分布的影响是一个有待深入研究的问题.为了了解和掌握深部地压分布规律,本文中通过结合某工程现场条件,在实际调研和岩石力学实验的基础上,建立了力学数值模型,分析了深部工程中断层带对深部地压分布的影响.结果表明,深部工程中断层的存在影响了地应力分布的连续性,在同一水平高程上,断层上盘的主应力大于断层下盘的主应力;高地应力出现在断层上盘和矿层上盘的交叉区域.     

超深层走滑断裂带应力场模拟及其开发意义: 以顺北5号断裂带南段为例

为了分析顺北5号断裂带南段应力场平面分布及其开发意义，选取一间房组为研究对象，在岩石力学实验基础上，通过ANSYS软件进行应力场数值模拟，结合地应力驱油理论，对应力场进行了平面分布预测。结果表明：顺北地区一间房组地应力受断裂带控制，最大水平主应力方向为北东-南西向为主，断裂带周围地应力方向变化快，断裂带内最大主应力方向趋向于与断层走向向平行。地应力分布与流体势分布具有一致性，断裂带对应低流体势分布区，为油气有利聚集带。结合一间房组储层发育类型，井轨优化方位根据储层的差异而变化，天然裂缝性储层、基质低渗透性薄储层油气藏水平井的钻井方位应平行于最小主应力方位，基质低渗透性厚储层水平井的钻井方位应与最大主应力方向平行。