煤与瓦斯突出矿区地应力场研究

摘要

利用空芯包体地应力测量方法对分布于我国东北、华北、华中和华南的阜新、平顶山、鹤壁和淮南等7个煤与瓦斯突出矿区的地应力进行了测量.对测量结果的分析表明,煤与瓦斯突出矿区的地应力场作用特征表现为以下几点:(1)最大、最小主应力为水平主应力,中间主应力为垂直主应力,即应力场类型全部为大地动力场;(2)突出矿区的水平主应力远高于其他区域,突出矿区煤(岩)体承受更高的构造应力;(3)最大主应力与最小主应力的比值分布在1.56～3.93之间,其中69%分布在1.7～2.8之间,50%的测点最大主应力为最小主应力的2倍,最大主应力与最小主应力相差很大;(4)最大主应力与垂直应力比值随深度增加而减小,地应力场有从大地动力场向准静力场过渡的趋势.最后探讨了地应力在煤与瓦斯突出中的作用,分析认为在影响煤与瓦斯突出的地应力、瓦斯和煤体强度3个主要因素中,高地应力环境使瓦斯压力和瓦斯含量增加从而增加了突出的动力,使煤体破坏强度(峰值强度)降低从而减少了突出的阻力,总体上高地应力环境下含瓦斯煤体更容易出现失稳破坏、发生煤与瓦斯突出.煤与瓦斯突出矿区所具有的地应力场特征对突出的发生、发展具有重要的作用,是产生煤与瓦斯突出的核心因素.