断层应力状态对煤与瓦斯突出的控制_张浪.pdfVIP

第38卷 第4期 岩 土 工 程 学 报 Vol.38 No.4 2016 年 .4 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Apr. 2016 DOI：10.11779/CJGE201604016 断层应力状态对煤与瓦斯突出的控制 张 浪 1，2，3，刘永茜*1，2，3 (1. 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院，北京 100013；2. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室（煤炭科学研究总院）， 北京 100013；3. 北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京 100013) 摘 要：在建立断层面受力模型的基础上，通过断层面正应力和孔隙压力关系分析影响断面附近煤与瓦斯突出的关键 参数，重新定义封闭系数并引入剪切指数概念，以此判断断层的封闭性及结构稳定性。研究发现，正应力大小与断层 走向锐夹角正相关，而切应力与走向锐夹角关系取决于最大、最小水平应力和与正应力比值；在断层附近发生煤与瓦 斯突出，依据断层结构参数和应力场差异，瓦斯压力存在极值条件，结合构造煤分布及瓦斯压力与正应力关系将其分 为两大模式：流压控制型（FPC）和流–固耦合型（FSC），并通过一个具体案例证实断层应力状态对煤与瓦斯突出的 控制。 关键词：煤与瓦斯突出；断层；地应力；结构失稳 中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2016)04–0712–06 作者简介：张 浪(1978– )，男，副研究员，主要从事煤矿安全领域的科研和管理。E-mail: Lnzhanglang@163.com。 Stress control for coal and gas outburst on a fault plane ZHANG Lang1, 2, 3, LIU Yong-qian1, 2, 3 (1. Mine Safety Technology Branch, China Coal Research Institute, Beijing 100013, China; 2. National Key Lab of Coal High Efficient Mining and Clean Utilization (China Coal Research Institute), Beijing 100013, China; 3. Coal Mine Safety Engineering Technology Research Center, Beijing 100013, China) Abstract: A mathematical model is developed to describe the stress state of a fault plane. The control factors for coal and gas outburst near the fault are identified using the relationship between section normal stress and shear stress. The sealing coefficient is redefined and the concept of shear index is introduced to judge sealing ability of the fault and its structural stability. The study shows that the magnitude of normal stress is positively correlated with th