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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
阳泉矿区主采煤层地应力分布规律实测研究
  • 作者

    何杰吴拥政程蓬范军平吴乐武龙云

  • 单位

    煤炭科学研究总院开采研究分院中煤科工开采研究院有限公司天地科技股份有限公司开采设计事业部华阳新材料科技集团有限公司智能矿山事业部

  • 摘要
    阳泉矿区地质构造形态属于大型不规则单斜构造,以叠加褶皱为主。采用小孔径水压致裂地应力测量装置,开展8对煤矿4层煤层巷道36处测点原位测试及分布规律研究。研究结果表明:阳泉矿区原岩应力总体以水平应力为主,属于构造应力场类型(σH>σv>σh),埋深较大的9#煤和8#煤局部所在区域属于自重应力场类型(σv>σH>σh)。矿区主采3#煤、8#煤和9#煤所处区域地应力值属于中等应力值水平,15#煤所处区域属于中等偏高应力值水平,最大水平主应力值为25.12MPa。基于实测数据,绘制了阳泉矿区地应力分布图,最大水平主应力具有明显的方向性和区域性,66.67%的测点最大水平主应力集中在NNE方向且分布在矿区中西部,而矿区南部最大水平主应力集中在NNW方向,水平地应力方向在桃河向斜附近发生偏转,这由该区域强烈叠加褶皱发育及桃河弧形向斜造成。水平主应力差值随着埋深增加而增大,但相同埋深下不同煤层所处区域水平主应力差值差别大、离散性强,这与不同煤层区域受褶皱运动影响差异大有关;矿区水平主应力差比集中在0.5附近,水平主应力差值大导致井下煤体受较大剪应力,稳定性差。获得了平均水平主应力与垂直主应力的比值k随深度变化关系式,且k值落在霍克-布朗内外包络线之内。研究成果对于阳泉矿区煤矿巷道围岩控制具有重要的参考价值。
  • 关键词

    阳泉矿区多煤层水压致裂地应力分布规律

  • 基金项目(Foundation)
    天地科技股份有限公司科技创新创业专项项目(2021-TD-MS011);国家自然科学基金项目(52174080);
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