采动影响下逆冲断层滑移诱发顶板覆岩失稳机理研究

摘要

断层是矿山地质环境中常见的地质构造，其滑移与失稳不仅会直接改变矿山岩体应力状态，还可能通过应力传递与能量释放诱发冲击地压。基于千秋煤矿21221工作面实际开采情况，设计采动影响下断层滑移物理模拟实验，分析上覆岩层的运移规律，研究高构造应力环境及开采扰动对断层滑移失稳的影响特征，并引入断层结构势能揭示断层与顶板覆岩相互作用的能量演化机理。研究结果表明，在高构造应力环境下，断层是应力集中和释放的重要区域；采动诱发的断层滑移时，断层面正应力出现极大值点、升温速率达到65.8%,同时最大断层结构势能降低10.6%;当工作面距离断层70 cm时，断层活动和上覆岩层运动的相互作用显著；受工作面采动影响，断层结构势能呈现强能量区、中等能量区和弱能量区三个分区；采动引起顶板覆岩失稳的根本原因，是顶板覆岩局部区域的断层结构势能过高而形成强能量区。当断层结构势能积累到一定程度时，断层会在强能量区域的影响下发生滑移，进而诱发冲击地压灾害。

关键词

构造应力 / 断层结构势能 / 断层滑移 / 覆岩失稳