基于界面单元的正断层破碎带对煤矿采动响应的影响分析

摘要

为更准确地反映断层的特性，以典型煤矿为例，采用数值计算方法，结合地层中断层带的实际特征，建立断层带和断层面共同存在的断层地质模型，研究了正断层条件下，断层面和断层破碎带对煤矿工作面开采的影响。研究表明：断层面的刚度越小，模型平衡需要计算的时步越多。断层带厚度为给定条件下，当接触面参数不同时，随着工作面的推进，距离断层面越近时，断层面影响逐渐增加；随着接触面刚度的增加，工作面前方的应力峰值有升高的趋势，无接触面时的应力峰值最高。给定接触面刚度条件下，随着断层带厚度的增加，工作面前方的应力呈现升高的趋势。工作面顶板的垂直位移随着断层带厚度的增加有一定程度的增加。断层带厚度给定时，不同接触面参数下随着距离煤层的垂直距离的增加，高位岩层的断层两侧的位移差较低位岩层的位移差大，计算结果显示，两盘单独的滑移量也是高位岩层较大。给定的接触面参数下，不同断层带厚度下，随着工作面的推进断层两盘的位移差不断增加，在一定垂直距离范围内，岩层层位高的点比层位低的点滑移量要大。随着断层带厚度的增加，断层两盘的滑移量呈现增加的趋势。该研究对断层影响下的煤炭开采具有一定的指导作用。

关键词

断层 / 断层破碎带 / 接触面 / 煤炭开采