【摘 要】
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为了研究断层对开采沉陷影响机制,将工作面开采对覆岩的扰动视为应力波在岩层介质中的传递,建立了应力波在软弱岩层和坚硬岩层间双向传递的应力表达式.采用理论和数值计算分析了软弱岩层介质对应力波传递的影响,揭示了断层对覆岩移动变形和应力传递阻隔机制并通过相似模拟进行验证,最后利用数值计算分析了不同断层特征参数对覆岩移动变形阻隔作用的影响程度.结果表明:工作面开采产生的应力波波速越大,采动对覆岩的扰动越大;断层带岩体作为破碎带存在,应力波在断层带岩体多重反射作用下穿过断层带后波速下降明显,开采盘与非开采盘应力波最大
【机 构】
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四川省煤田地质工程勘察设计研究院, 四川 成都 610045;中煤科工开采研究院有限公司, 北京 100013;天地科技股份有限公司 开采设计事业部, 北京 100013
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为了研究断层对开采沉陷影响机制,将工作面开采对覆岩的扰动视为应力波在岩层介质中的传递,建立了应力波在软弱岩层和坚硬岩层间双向传递的应力表达式.采用理论和数值计算分析了软弱岩层介质对应力波传递的影响,揭示了断层对覆岩移动变形和应力传递阻隔机制并通过相似模拟进行验证,最后利用数值计算分析了不同断层特征参数对覆岩移动变形阻隔作用的影响程度.结果表明:工作面开采产生的应力波波速越大,采动对覆岩的扰动越大;断层带岩体作为破碎带存在,应力波在断层带岩体多重反射作用下穿过断层带后波速下降明显,开采盘与非开采盘应力波最大波速之比为4.68～35.61,断层对采动应力传递具有阻隔效应,覆岩移动变形主要发生在开采盘;由于应力波穿越断层后在浅部波速衰减小于深部,浅部断层带岩体先于深部断层带岩体发生非连续变形;断层特征参数对覆岩移动变形传递阻隔作用排序为断层带宽度>断层落差>断层倾角>断层带岩体内摩擦角>断层带岩体黏聚力.
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