矿业安全与环保

作者：李康, 张文轩, 王向来, 周晓峪, 董家旭, 曹安业, 温颖远, 郭文豪

关键词：阶梯状断层, 上盘开采, 数值模拟, 冲击地压, 应力演化, 阻隔效应

工作面开采至复杂地质区域时随构造应力变化而形成应力增高区，煤岩体内易积聚大的弹性应变能，其应力场、能量场分布及动态演化对井下冲击地压等动力现象有显著诱导影响。利用UDEC数值模拟软件，研究工作面上盘开采过阶梯状断层(组合正断层)时超前支承应力的分布及演化规律，并结合能量分布、断层活化对阶梯状断层上盘工作面回采期间冲击危险区域及等级进行综合判识。结果表明：工作面向断层开采时具有应力阻隔效应，在开采盘出现应力集中现象，阻隔效应加剧了弹性应变能积聚，是诱导工作面冲击地压发生的重要因素；在过首条断层后向下一条断层开采期间，工作面超前支承应力相对较小，但两断层间顶板区域能量增高，存在潜在冲击危险；工作面向阶梯状断层推进时，工作面前方近断层顶板沉降变形易引起断层活化，当工作面与断层距离小于20 m时，阶梯状断层活化明显。研究结果可为相似阶梯状断层条件下冲击地压预测及危险区域划分、工作面布置、开采顺序选取等提供参考。

来源：2025年第3期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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