2023年2月Feb.,2023doi：10.3969/j.issn.1672-9943.2023.01.019采动影响下断层活化诱发冲击机理研究张文柯1，2，杨刚3，李志强1，2（1.中煤科工集团沈阳研究院有限公司，辽宁抚顺113122；2.煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁抚顺113122；3.贵州鲁中矿业有限责任公司，贵州毕节552102）［摘要］针对采掘扰动时断层区冲击灾害频繁发生的现状，运用理论分析、数值模拟以及工程实践等方法，研究断层区的冲击机制。建立了断层摩擦系数力学模型，理论推导得出断层静摩擦系数和断层动态摩擦系数的公式。公式表明断层静摩擦系数与断层倾角、围岩侧压系数有关，断层动摩擦系数随工作面推进距离的变化而变化。采用FLAC3D数值模拟软件模拟了煤层开采过程中断层应力增量的变化规律，发现当工作面向断层推进时，断层应力增量先缓慢降低后迅速上升至峰值；当工作面过断层后，断层动摩擦系数先迅速下降后波动式上升至一常数。研究表明，星村矿3303工作面冲击的主要诱发因素为采动影响下断层活化，断层周围煤岩体能量积聚应力集中。现场实践表明，通过采取大直径钻孔卸压、顶板预裂爆破等防冲措施，有效降低了冲击危险性，保证了工作面的顺利回采。［关键词］采动；断层活化；冲击矿压；断层摩擦系数；平衡结构；数值模拟［中图分类号］TD324［文献标识码］B［文章编号］1672-9943（2023）01-0061-040引言断层活化是指岩体中的断层（节理）在采动影响下产生滑动的现象，主要表现为断层由粘结状态变为开裂状态，断层周围介质做适应性调整运动，同时伴随巨大的能量释放，造成人员伤亡和财产损失［1-2］。断层区域是冲击危险多发区，当超前支承压力与断层附近的高应力发生叠加时，则叠加后的应力高峰区位置会在采动的影响下释放较大弹性能，更容易诱发冲击的发生［3］。近年来，随着开采深度的增加以及开采条件的复杂性，断层冲击矿压事故明显增多。长期以来，我国学者对断层影响下的采矿活动做了相关研究，取得了一系列成果。李振雷等［4］提出了断层区断层煤柱型冲击矿压的概念及其力学机制，断层附近采掘时产生断层煤柱，断层滑动和煤柱破坏可诱发冲击矿压；李志华等［5］研究认为，断层带附近的冲击矿压危险主要是由于顶板而形成的，当工作面接近断层带时，这种危险比其它区域高得多，其主要影响因素是断层破坏了顶板的连续性，加速了顶板的下沉速度，从而导致顶板型冲击矿压；姜耀东等［6］模拟研究了采动影响下断层活化规律，指出断层法向应力的变化总是早于剪切...
