煤系逆断层发育过程及上盘岩层应力演化规律试验研究

• 作者: 任凯强 冯帆 夏治国 李志远 陈绍杰
• 来源期刊: 采矿与安全工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 煤系地层 逆断层 发育过程 上盘岩层 水平应力
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 页码范围: 366-375
• 页数: 10页
• 分类号: TD325
• 语种: 中文
• DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.02.017

摘要

基于逆断层形成的地质及力学成因,研制了煤系地层逆断层发育地质力学试验系统,利用该试验系统研究了逆断层发育过程及上盘岩层应力变形演化规律.结果表明:该系统可模拟煤系地层中逆断层发育过程,从而更加真实地反映近断层附近煤层初始应力分布规律,设置的断层诱发装置可准确控制逆断层起裂位置,逆断层倾角主要取决于岩层性质,落差主要取决于水平应力;煤系地层中逆断层发育过程可分为岩层压缩、局部起裂、逆断层贯通和上下盘错动滑移4个阶段;逆断层形成初期,断层附近区域上盘岩层自下而上水平应力增长幅值呈现单调递减趋势,逆断层基底起裂后,岩层内部水平应力开始下降,断层附近区域上盘岩层自上而下水平应力下降幅度均增大,越靠近断层,水平应力下降速率及幅度越大,其中距模型底部5 cm岩层且距断层右侧12 cm和2 cm处水平应力较峰值降低0.05,0.08 MPa;随着断层不断发育,模型内部水平应力下降速率减缓,上下盘滑动停止后,距模型底部5 cm岩层水平应力仍比原始应力大0.01 MPa,上盘下部岩层仍具有一定程度的构造应力.