蔡武 ，窦林名 ，司光耀 ，胡亚伟

a State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining, School of Mines, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China

b Department of Earth Science and Engineering, Royal School of Mines, Imperial College London, London SW7 2AZ, UK

c School of Minerals and Energy Resources Engineering, University of New South Wales, Sydney, NSW 2052, Australia

1. 引言

断层冲击地压是井田范围内由于煤层采掘活动引起断层的突然相对错动而猛烈释放能量的现象[1]，其中，断层错动（亦称“活化”）是断层冲击地压发生的关键。例如，2011年11月3日19时18分，河南义马千秋煤矿F16逆冲断层活化诱发的重大冲击地压事故，监测能量为3.5×108J，造成10人死亡、75人被困[2]；2014年3月27日11时18分，千秋煤矿再次发生的一起较大冲击地压事故，监测能量为1.1×107J，造成6人死亡、13 人受伤，断层活化被认为是此次事故的主要诱因[3]；此外，义马跃进煤矿25110工作面采掘临近F16逆冲断层时发生多起较为严重的冲击地压[4,5]。因此，如果能事先清楚煤层采掘扰动引起断层活化的力学机制及其诱冲机理，那么就可提前较准确地采用理论与监测数据驱动融合预测断层冲击地压的发生，并采取合理的防治及应急避让措施保障矿工人身安全。

针对断层活化及其诱冲机理，国内外学者紧紧围绕“开采活动如何引起断层活化，断层活化又如何影响工作面围岩应力状态”两大关键问题，采用现场观测和理论分析、相似模拟、数值模拟、实验研究等手段，获得了大量研究成果。

现场观测与理论研究表明[6]，工作面临近断层开采时冲击地压危险上升；齐庆新等[7]提出的冲击地压黏滑失稳机理指出，煤岩层的层间薄软层、断层弱面等结构的存在，是导致冲击地压发生的主要结构因素；潘一山等[1]提出的扰动响应判别准则认为，断层切应力增大或正应力减小是断层活化的主要原因；……