山西煤矿矿区井下地应力场分布特征研究

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• 责任者：康红普^c煤炭科学研究总院开采设计研究分院^d1965^e博士^f研究员 ; 林健 ; 颜立新 ; 张晓 ; 吴拥政 ; 司林坡
• 刊名：地球物理学报
• 出版年：2009
• 卷期：52^b7
• 关键词：地应力11^a山西20^a采空区 ; 煤矿 ; 数学模型 ; 震源 ; 工程地质条件 ; 地应力测量
• 页码：1782～1792
• 索书号：P260.66/141
• 图表：^c表2参15插图
• 分类号：1300,1600
• 文摘期号：2010/01

摘要

采用煤矿井下专用的小孔径水压致裂地应力测量装置，在山西省的晋城、潞安、汾西、华晋、阳泉、平朔、大同等矿区，完成了160个测点的地应力测量，测点地质条件涵盖了山西省煤矿大部分条件。基于实测数据，分析了地应力与测点埋深的关系，不同深度条件下煤矿矿区井下地应力状态；绘制出山西省煤矿矿区井下地应力分布图，并与震源机制解的分析结果进行了比较，得出山西省煤矿矿区井下地应力场分布特征与变化规律。煤矿井下水平应力总体上随着埋深增加而增大，但由于各矿区地质条件差异较大，导致地应力测试数据离散性也较大；埋深小于250 m的岩层应力状态主要σ_H>σ_h>σ_V型，埋深处于250～500 m的岩层应力状态以σ_H>σ_V>σ_h型为主，埋深较大的矿区主要为σ_H>σ_V>σ_h型；最大水平主应力与垂直主应力的比值绝大部分集中在0.5～2.0之间，而且随着埋深增加，侧压比呈现减小的趋势，并向l附近集中；最大水平主应力与最小水平主应力的比值主要集中在1.5～ 2.0之间；平均水平主应力与垂直主应力的比值大多处于0.5～1.5，尤以0.5～1.0之间最多；山西省煤矿矿区从北到南，最大水平主应力方向发生了较大变化。北部最大水平主应力方向为NE，往南发生偏转到NNW；靠东部与西部偏向NW;靠东南部出现了多变的方向。井下实测数据与震源机制解相比在部分区域一致性较好，而在另一些区域存在明显的差异。特别是在受较大地质构造影响的区域，水平主应力方向往往发生明显的扭转和变化。