首山一矿深部地应力分布规律及影响因素

TD311; 为探讨平顶山首山一矿深部地应力分布规律及其影响因素,基于矿井实测地应力数据,运用构造物理学、岩石力学和数值模拟方法,研究了测点地应力类型、大小和方向分布规律,反演了地应力场分布特征,分析了埋深、岩性和地质构造对地应力的影响,确定了影响地应力分布的主控因素.研究表明:多元回归反演分析法获得的地应力计算值与实测值吻合,相对误差小于20%,结果可靠.矿井煤岩体处于三维压应力状态,煤层主应力关系为SH＞SV＞Sh,地应力由矿井北部向南部呈现先增大后减小再增大的变化趋势,地应力为 28～44 MPa,属于高应力水平,地应力方向为NEE向.埋深影响地应力大小和类型,随埋深增加主应力增大,应力...

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Published in煤炭学报 Vol. 49; no. 5; pp. 2360 - 2375
Main Authors 郭德勇, 揣筱升, 张铁岗, 郭明生
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京 100083%中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京 100083 01.05.2024
中国平煤神马能源化工集团有限责任公司,河南平顶山 467000%中国平煤神马能源化工集团有限责任公司,河南平顶山 467000
Subjects
构造物理
应力解除法
stress relief method
Shoushan No.1 Coal Mine
地应力测量
in-situ stress measurement
tectonophysics
首山一矿
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2023.1646

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Summary:TD311; 为探讨平顶山首山一矿深部地应力分布规律及其影响因素,基于矿井实测地应力数据,运用构造物理学、岩石力学和数值模拟方法,研究了测点地应力类型、大小和方向分布规律,反演了地应力场分布特征,分析了埋深、岩性和地质构造对地应力的影响,确定了影响地应力分布的主控因素.研究表明:多元回归反演分析法获得的地应力计算值与实测值吻合,相对误差小于20%,结果可靠.矿井煤岩体处于三维压应力状态,煤层主应力关系为SH＞SV＞Sh,地应力由矿井北部向南部呈现先增大后减小再增大的变化趋势,地应力为 28～44 MPa,属于高应力水平,地应力方向为NEE向.埋深影响地应力大小和类型,随埋深增加主应力增大,应力场类型向准静水压力场过渡;岩性与地应力密切相关,从泥岩到砂岩或灰岩,地应力增大,弹性模量越大地应力越大,地层岩性的差异造成地应力大小离散分布、应力方向偏转角不超过 10°;矿井地应力与埋深、弹性模量的关系可表示为σH=0.0350H+0.4681E-8.5513.地质构造是影响首山一矿地应力分布的主控因素,褶皱形态控制地应力的水平应力分布,向斜内弧应力值大于背斜内弧,且褶皱弯曲程度越大,其内弧地应力越大,应力梯度越大;断层带内应力降低、断层尖灭端应力集中,地应力方向沿着断层走向偏转,与断层走向夹角越大,应力方向偏转角越大;断层切割复式褶皱时,断层与向斜构造组合区应力值大于断层与背斜构造组合区,且断褶构造组合造成地应力方向分布紊乱.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.1646