伊丙鼎,吕华文,张晓,等. 煤矿实测地应力与埋深关系的回归统计与分析[J]. 采矿与岩层控制工程学报,2023,5( 6 ):0635327.
YI Bingding,LYU Huawen,ZHANG Xiao,et al. Regression statistics and analysis of the relationship between measured in-situ stress and buried depth in coal mines[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering,2023,5( 6 ):063532.
煤矿实测地应力与埋深关系的回归统计与分析
伊丙鼎1,2,3,吕华文1,2,3,张 晓1,2,3,雷 顺1,2,3,胡 滨1,2,3
( 1. 中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;2. 煤炭科学研究总院 开采研究分院,北京 100013;3. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013 )
摘 要:为深入研究煤矿地应力与埋深的关系,以“中国煤矿应力环境数据库”为数据统计来源,经过数据的转换和筛选,最终选取1 147组地应力数据作为研究对象,采用数理统计和力学的方法重点对主应力、三向侧压比、水平剪应力等参数随埋深的变化进行了分析。研究结果表明:( 1 ) 1 147组实测数据中,逆断型应力状态( σH>σh>σV )占25%,走滑型应力状态( σH>σV>σh )占55%,正断型应力状态( σV>σH>σh )占20%;中低应力区数据较多,占65%以上。煤矿井下三向应力在埋深0~148 m时,为逆断型应力状态;在埋深148~1 089 m时为走滑型应力状态;埋深超过1 089 m时为正断型应力状态。( 2 ) 埋深越小,侧压比分布越离散,取值越大;埋深越大,侧压比越小并最终趋于固定值,平均主应力侧压比Kav趋近0.6,最大主应力侧压比KH趋近0.8,最小主应力侧压比Kh趋近0.4。( 3 ) Kav=1时对应的煤矿“临界深度”为329 m,即平均水平主应力与垂直应力相等时对应的埋深为329 m。( 4 ) 得到了水平剪应力相对大小μm随埋深变化的拟合公式,μm主要集中在0.15~0.35,平均为0.25左右;μm值越大,断层越容易滑动失稳,μm超过0.35的煤矿区域应重点监测其大型断层的稳定性。
关键词:煤矿;地应力;埋深;回归统计
基金项目:天地科技股份有限公司开采设计事业部基金资助项目( TDKC-2022-QN-05 );天地科技股份有限公司开采设计事业部重点基金资助项目( KJ-2022-KCZD-01 )
作者简介:伊丙鼎( 1991— ),男,山东泰安人,助理研究员,硕士,主要从事煤矿地应力方面的研究工作。