科技论坛 ・８７・ 构造对冲击地压的控制作用 贾传志 （龙煤集团佳木斯瓦斯地质研究院有限公司，黑龙江佳木斯１５４０００） 摘要：本文主要是利用构造形成的机制来都构造区的应力环境进行详细的分析，并且使用数值模拟、矿山压力理论对于整个地层褶 皱和相变的诱发冲击地压的机理等现象进行分析，从而得出了相应的结论：相变、褶皱和断层等构造会导致构造应力与相应的采动应力 出现一定的应力叠加，避免出现应力叠加是进行地压应力控制的有效方法。 关键词：构造；冲击地压；控制作用 冲击地压应力是我国地质研究中的重点，在研 究的过程中，相关的人员从二十世纪的时候开始对 构造对于冲击地压的控制作用进行分析。本文就是 结合具体的地质力学。构造地质学、矿山压力学等 对于相应的内容进行分析，为相关的研究提供解决 借鉴。 １断层诱发冲击地压的机理 Ｉ．１逆断层 根据地质力学的相关知识可以得知，逆断层在 图１逆断层诱发冲击地压机理的示意 图２褶皱各部位的受力状态 形成的过程中，主要就是由水平挤压构成的，而且逆断层的一般形 态主要是背斜构造，如果单一的岩层，在长期的受到了高水平应力 的挤压，岩层组或者是岩层的中部就会出现一定的隆起，这种隆起 就是背斜构造。在受到了水平应力的影响的时候，会受到扭应力和 挤压力的作用，使得两侧的水平力出现极为不均的现象，在这样的 情况下，背斜的核部就会出现一定的隆起的现象，而且两翼也会逐 渐的向着核部进行相应的挤压，使得在一翼的中部出现了一定的扭 转。伴随着翼部的不断运动，两侧的水平力就会不断的作用，在这样 的情况下，扭曲的翼部中部就会出现一定的位移，从而产生了相应 图３冲刷带诱发冲击地压机理的示意 的剪应力。如果剪应力不断的增加，那么翼部的中部就会出现一定 的破裂面，而且破裂面的两侧也会由于不断的错动从而出现错断 的情况如图２所示。在ｌ区铅直是拉力，水平部位是压力。在采掘工 层。逆断层主要是由于挤压而形成的，在形成的过程中，岩层随着时 程布置的过程中，这一部位就会出现片帮，在Ⅱ区铅直是压力，水平 间的推移不断的受到挤压，这样就会导致岩层出现一定的变形，在 部位是拉力，采掘工程布置在该位置时易发生冒顶和冲击地压；ＩＩ１ 内部会积聚大量的弹性能，在岩体出现断裂和塑性屈曲的情况下， 区水平和铅直均为压力，采掘工程在布置该位置时易发生冲击地 就会消耗掉很大的一部分性能，但是这时的断层内依然会出现一定 压；ＩＶ区的受力状态同Ⅱ区；Ｖ区的受力状态同Ｉ区。此外，褶皱翼 的残余应力和弹性能。具体情况如图１所示。 部还受到强剪应力，采掘工程在布置该位置时还易发生周岩剪切破 １．２正断层 相对于逆断层来说，正断层对于冲击地压来说产生的作用比较 ３相变诱发冲击地压的机理 小，但是由于地层的能量是巨大的，这一作用也是不能够将其忽视 相变主要是指煤层硬度、煤层厚度、煤层倾角、岩性等发生变 的。根据某矿井的实际经验可以得知，在采掘的工作面达到了整个 化。现场实践证明，当采掘工作面接近相变带时，经常发生煤炮、冲 正断层的７０ｍ的时候，这都能给个工作ｍａｉｎ的围岩就会出现煤炮， 击地压等动力现象。相变产生的原因包括沉积环境变化和其它构造 而且正断层会受到垂直挤压和侧向拉伸的影响，在岩体受到了长期 运动。产生相变后，相变周嗣岩体的应力状态发生改变。由于煤层硬 的挤压之后，就会受到垂直挤压载荷的作用，这时岩体的内部就会 度比冲刷层的硬度大，煤层中产生应力集中，采掘工作面的推进造 出现一定的破裂面，之后就会受到侧向拉伸荷载的影响，导致了破 成前方出现支承压力，随着采掘工作面的推进，冲刷带形成的支承 裂面的两侧被拉开，从而形成断层。断层在形成之后，地层中的岩体 压力和采掘形成的支承压力在采掘工作面前方叠加．诱发冲击地压 上的载荷就会重新的进行分布，与断层面相临近的上盘就会产生集 的发生。另外，煤层硬度、岩性变化诱发冲击地压的机理与之相同。 中应力，在这样的情况下，就会导致下盘中的中软岩体会向着整个 具体的情况如图３所示。 断层的方面进行塑性的流动。在长时间的作用下，就会导致断层面 ４结论 的上部变得极薄，而断层面的下盘软岩体就会变得极其厚。 断层、相变、褶皱等构造对冲击地压具有控制作用。其中断层、 ２褶皱诱发冲击低压的机理 相变诱发冲击地压的机理是其形成的支承压力和采掘工程形成的 褶皱对于冲击地理有着一定的控制作用，经常相应的实践就可 支承压力叠加；褶皱诱发冲击地压的机理是向斜轴部、翼部存在的 以证明这一点，在采掘工作面逐渐的向着翼部或者是向斜的轴部接 残余应力与采掘丁程的形成的支承压力叠加。 近的时候．这时就会产生冲击地压，而且也会伴有煤炮和冲击地压 参考文献 等现象的发生。其中煤矿常见的一些褶皱主要是由于纵弯的作用形 【ｌ】齐庆新，李宏艳，潘俊锋，雷毅，付东波，季文博，赵善坤．冲击矿压防 成的，也就是说岩组或者是岩层在形成的过程中，在长期的水平挤 治的应力控制理论与实践 煤矿开采，２０１ｌ（３）． 压下，就会受到载荷的影响，从而发生了缓慢的变形，也就形成了一 【２】贺虎，窦林名，巩思园，周澎，薛再君，江衡．高构造应力区矿震规律研 定的褶皱，在褶皱形成之后，各个部分的受力情况就会产生一定的 究【Ｊ］．中国矿业大学学报，２０１ ｌ（１）． 差异。根据相关研究人员的实际模拟结构来看，背部内弧和向斜内 ［３】潘一山，耿琳，李忠华．煤层冲击倾向性与危险性评价指标研究『Ｊ１． 弧的波峰和波谷部位会出现水平压的应力集中的现象，而且整个过 煤炭学报，２０ｌ０（１２）． 程中，背斜外弧和向斜外弧的波峰和波谷部位会出现拉应力集中的 【４】陈国祥，郭兵兵，窦林名．褶皱区工作面开采布置与冲击地压的关 现象，翼部主要的形态是压应力集中，并且根据实际的褶皱的形成 系探讨ｆＪ１．煤炭科学技术，：ｚｏｍ０ｏ）． 状态和形成机制可以将整个褶皱的受力情况主要分为５个区，具体 坏。
