[科普中国]-采动应力

采动应力曾称“次生应力”，是受采掘影响在岩体内重新分布后形成的应力。很多煤矿构造复杂，断层发育，工作面经常遇到断层，甚至工作面沿着断层布置。由于断层切割破坏了岩层的整体性，影响采动应力的传播，在断层附近采动应力场将出现奇异性。特别是硬厚覆岩条件下，工作面向断层推进时采动应力明显变化，甚至引起断层活化及大范围顶板运动。

简介采动应力曾称“次生应力”，是受采掘影响在岩体内重新分布后形成的应力。很多煤矿构造复杂，断层发育，工作面经常遇到断层，甚至工作面沿着断层布置。由于断层切割破坏了岩层的整体性，影响采动应力的传播，在断层附近采动应力场将出现奇异性。特别是硬厚覆岩条件下，工作面向断层推进时采动应力明显变化，甚至引起断层活化及大范围顶板运动。

硬厚覆岩正断层附近采动应力1）断层带显著削弱了硬厚覆岩的应力稳定传播特性,采动应力阻隔效应十分突出,断层带两侧采动应力有显著的差异。顶板断层带处于低应力状态,底板断层带处于应力集中状态。

2) 上盘工作面向正断层推进,在工作面与断层之间,硬厚覆岩呈倒楔形,大煤柱状态顶底板采动应力集中十分突出,随工作面向断层推进,采动应力逐渐增加;进入小煤柱状态,采动应力明显降低。在断层外侧,硬厚覆岩呈楔形,采动应力低于原岩应力。断层切割后工作面端头外侧煤体上形成强支承区。上盘工作面向正断层推进过程中存在覆岩动载与采动高应力的双重影响,是灾害防治的重点区域。

3) 正断层下盘与上盘工作面向断层推进的采动应力演化规律不同。下盘工作面向正断层推进,在工作面与断层之间,由于硬厚覆岩呈楔形及断层切割,采动应力较低。在断层外侧,硬厚覆岩呈倒楔形,应力集中程度不高。断层两侧应力集中程度不高,冲击危险性小。

4) 断层上盘工作面沿断层走向布置,由于断层上盘硬厚覆岩呈倒楔形,在断层煤柱和工作面前方形成高应力集中区,应力集中程度和影响范围远大于正常状态,断层侧巷道采动应力集中突出。1

本词条内容贡献者为:

马志飞 - 高级工程师 - 北京市地质研究所