中卫活动断裂带地震破裂危险区演化特征模拟

通过建立的岩石破裂危险度KR及断层滑动危险系数KF2个判别指标,对中卫-同心活动断裂带进行粘弹性有限元数值模拟,得到该断裂带在现代构造应力场作用下大震后的应力演变及地震破裂危险区长度、范围、峰值、衰减规律等的演化特征。结果表明,该断裂带大震后应力场的调整主要产生于震后300～400年间,震后地震破裂危险区转移到断裂带的中西段,并逐渐向东迁移,范围越来越集中,最终转移到断裂带的弧形顶点部位(红谷梁附近)。

济三煤矿正断层下盘开采断层上应力的时空分布数值模拟

以兖矿集团济三煤矿6303工作面地质条件为背景建立FLAC3D数值模型,开展了数值模拟研究。模型中共包含13个岩层和1个正断层(倾角为45°)。采用界面单元模拟断层接触面和岩层接触面。在断层上布置了22个监测节点,获得了工作面推进过程中断层各处正应力和切应力的时空分布规律。数值模拟结果表明:当工作面煤壁距离断层较近时,断层上存在1个压紧区,该区范围随着工作面推进而减小且该区中心向断层中下部的煤层移动;与此同时,在压紧区后方存在1个松动区,松动区随着工作面推进而沿着断层向下拓展。根据松动区内切应力上升会增加断层滑动危险的认识,确定每两次开采之间的断层滑动危险区段多位于松动区前端。在开采瞬时稍后普遍存在正应力下降现象。根据安全系数下降确定的开采瞬时稍后断层滑动危险区段也多位于松动区前端。

正、逆断层下盘开采断层及其附近煤层应力时空分布的数值模拟

研究采动条件下断层及其附近煤层应力的时空分布规律对于矿震和断层冲击矿压的机理分析及预防具有重要意义.针对兖矿集团济三煤矿6303工作面,建立了正断层下盘开采的FLAC3D数值模型,并建立了相应的逆断层下盘开采的数值模型以进行对比.通过计算分别获得了正、逆断层下盘开采断层及其附近煤层应力的时空分布规律.得到了下列结果.对于逆断层下盘开采,松动区的范围最大约为127 m,最小约为21 m.根据松动区切应力上升会增加断层滑动危险的认识,当工作面煤壁距断层的水平距离分别为100 m、60 m、40 m和10 m时,处于滑动危险增加的测点通常位于松动区两端.对于正断层下盘开采,松动区的范围最大约为113 m,最小约为64 m,处于滑动危险增加的测点通常位于松动区前端.对于逆断层下盘开采,断层不容易滑动,断层附近积累的能量越来越高,发生断层冲击矿压的危险性较高.对于正断层下盘开采,断层更容易滑动,正断层附近不会积累较高的能量,发生断层冲击矿压的危险性较低.可通过考察断层附近煤层的应力差来评价断层阻隔效应强弱.对于正、逆断层下盘开采,当工作面煤壁距断层的水平距离相同时,断层对垂直应力的阻隔效应最强,对水平和切应力的阻隔效应较弱.