,118 北京科技大学学报 第30卷 为压缩应变，轴向为拉伸应变，斜向为压缩应变，但 片的工作状态是正常的，现场应力解除结果具有较 应变值小于周向应变；另外，围压一应变曲线具有较 好的规律性和稳定性， 好的线性关系，图3表明在实验中应变计内各应变 表4各测点用于计算地应力的最终应变数据 Table 4 Final strain at the measuring points for computing 10-6 测点 Ao A45 A90 A135 Bo B45 Bso B135 C4s C90 C135 5K-XEXF 148 134 453 565 146 308 312 174 147 334 346 159 5K-DSHF 142 529 770 384 139 225 402 319 140 360 639 419 1K 24 316 763 25 247 389 170 23 274 453 201 3K 187 218 255 217 186 237 289 236 185 239 291 235 100 定后，获得最终用于计算的应变值，采用最小二乘 +C 法原理，先通过地应力计算机程序优化求解出地应 o 力的六个分量，再计算各测点主应力以及各测点最 -100 -Co 大剪应力和侧压系数.其结果分别示于表5~7. -200 表5各测点应力分量计算结果 -300 *A35 Table 5 Computed stress of the measuring points 400 正主应力/MPa 剪应力/MPa 围压MPa 测点 图3五矿西二一斜井附近测点套孔岩芯围压率定曲线 5K-XEXF11.568.54 7.29 -2.48-0.040.03 Fig.3 Confining pressure calibration curves of the rock core at mea 5 K-DSHF12.6411.47 8.79 -0.88 0.320.02 suring point near Wukuang west-21 incline shaft 1K 9.78 7.81 7.78 -2.79 0.54-0.97 2.3地应力测量计算结果 3K 10.37 8.34 6.93 -2.81-0.180.24 根据现场实测应变值、室内温度标定及围压率 注：X的正向指北，Y的正向指东，Z的正向指下 表6各测点主应力计算结果 Table 6 Computed principal stress of the measuring points 最大主应力1 中间主应力2 最小主应力3 测点 数值/MPa 方向/() 倾角/() 数值/MPa 方向/() 倾角/（°） 数值/MPa 方向/（°） 倾角/() 5K-XEXF 12.95 330.7 0.5 7.29 56.7 -83.0 7.14 60.7 7.3 5K-DSHF 13.11 331.7 -1.8 11.04 241.4 -7.5 8.74 255.0 82.3 1K 12.05 325.0 -14.5 7.50 310.0 75.0 5.83 54.0 3.7 3K 12.36 324.9 3.2 6.91 164.8 86.6 6.37 55.0 1.1 表7各测点最大剪应力和侧压系数计算结果 它的倾角为一14.5°，说明一矿测点最大水平挤压应 Table 7 Computed result of the biggest shearing stress and side pres- 力方向由SENW向SSE NNW略有转动.因此该 sure coefficient of the measuring points 井田是对燕山构造运动时期地质应力SEVW水平 测点 最大剪应力/MPa 侧压系数，入 挤压应力的继承和发展，并以继承为主， 5K-XEXF 2.905 1.635 5K一DSHF 2.185 1.500 三矿井田位于大同煤田东缘，井田内地层厚度 1K 3.110 1.607 3K 2.995 1.789 变化服从于大同煤田总体格局，井田东及东南部地 层倾角较大，一般在30以下.三矿井田地层、褶曲、 3 实测地应力与地质构造的关系 断裂的形态特征是一致的，地层走向、倾角及倾角的 一矿井田构造简单，断裂以NNE断层最为发 变化受大同煤田向斜主轴控制，褶曲和断裂的分布 育，断层落差也比较大，断层面舒缓波状，往往有断 及形态同样受向斜主轴和边缘主干断裂带的控制和 层泥、擦痕等出现，具有多期活动特征，井田内 影响，井田的主体断裂构造是NE向断裂，井田内 NNE断层也是受燕山运动影响而生成[町，一矿地 NE向断层主要受燕山运动影响而生成[90].三矿 应力测点最大主应力方向为325.0°，且近于水平， 地应力测点最大主应力方向为324.9°，接近水平，为压缩应变‚轴向为拉伸应变‚斜向为压缩应变‚但 应变值小于周向应变；另外‚围压—应变曲线具有较 好的线性关系．图3表明在实验中应变计内各应变 片的工作状态是正常的‚现场应力解除结果具有较 好的规律性和稳定性． 表4 各测点用于计算地应力的最终应变数据 Table4 Final strain at the measuring points for computing 10—6 测点 A0 A45 A90 A135 B0 B45 B90 B135 C0 C45 C90 C135 5K—XEXF 148 134 453 565 146 308 312 174 147 334 346 159 5K—DSHF 142 529 770 384 139 225 402 319 140 360 639 419 1K 24 316 763 — 25 247 389 170 23 274 453 201 3K 187 218 255 217 186 237 289 236 185 239 291 235 图3 五矿西二一斜井附近测点套孔岩芯围压率定曲线 Fig．3 Confining pressure calibration curves of the rock core at mea￾suring point near Wukuang west-21incline shaft 2∙3 地应力测量计算结果 根据现场实测应变值、室内温度标定及围压率 定后‚获得最终用于计算的应变值．采用最小二乘 法原理‚先通过地应力计算机程序优化求解出地应 力的六个分量‚再计算各测点主应力以及各测点最 大剪应力和侧压系数．其结果分别示于表5～7． 表5 各测点应力分量计算结果 Table5 Computed stress of the measuring points 测点 正主应力／MPa 剪应力／MPa σx σy σz τxy τyz τz x 5K—XEXF 11∙56 8∙54 7∙29 —2∙48 —0∙04 0∙03 5K—DSHF 12∙64 11∙47 8∙79 —0∙88 0∙32 0∙02 1K 9∙78 7∙81 7∙78 —2∙79 0∙54 —0∙97 3K 10∙37 8∙34 6∙93 —2∙81 —0∙18 0∙24 注：X 的正向指北‚Y 的正向指东‚Z 的正向指下． 表6 各测点主应力计算结果 Table6 Computed principal stress of the measuring points 测点 最大主应力 σ1 中间主应力 σ2 最小主应力 σ3 数值／MPa 方向／（°） 倾角／（°） 数值／MPa 方向／（°） 倾角／（°） 数值／MPa 方向／（°） 倾角／（°） 5K—XEXF 12∙95 330∙7 0∙5 7∙29 56∙7 —83∙0 7∙14 60∙7 7∙3 5K—DSHF 13∙11 331∙7 —1∙8 11∙04 241∙4 —7∙5 8∙74 255∙0 82∙3 1K 12∙05 325∙0 —14∙5 7∙50 310∙0 75∙0 5∙83 54∙0 3∙7 3K 12∙36 324∙9 3∙2 6∙91 164∙8 86∙6 6∙37 55∙0 1∙1 表7 各测点最大剪应力和侧压系数计算结果 Table7 Computed result of the biggest shearing stress and side pres￾sure coefficient of the measuring points 测点 最大剪应力／MPa 侧压系数‚λ 5K—XEXF 2∙905 1∙635 5K—DSHF 2∙185 1∙500 1K 3∙110 1∙607 3K 2∙995 1∙789 3 实测地应力与地质构造的关系 一矿井田构造简单‚断裂以 NNE 断层最为发 育‚断层落差也比较大．断层面舒缓波状‚往往有断 层泥、擦痕等出现‚具有多期活动特征．井田内 NNE 断层也是受燕山运动影响而生成［9］．一矿地 应力测点最大主应力方向为325∙0°‚且近于水平‚ 它的倾角为—14∙5°‚说明一矿测点最大水平挤压应 力方向由 SE—NW 向 SSE—NNW 略有转动．因此该 井田是对燕山构造运动时期地质应力 SE—NW 水平 挤压应力的继承和发展‚并以继承为主． 三矿井田位于大同煤田东缘‚井田内地层厚度 变化服从于大同煤田总体格局．井田东及东南部地 层倾角较大‚一般在30°以下．三矿井田地层、褶曲、 断裂的形态特征是一致的‚地层走向、倾角及倾角的 变化受大同煤田向斜主轴控制‚褶曲和断裂的分布 及形态同样受向斜主轴和边缘主干断裂带的控制和 影响．井田的主体断裂构造是 NE 向断裂‚井田内 NE 向断层主要受燕山运动影响而生成［9—10］．三矿 地应力测点最大主应力方向为324∙9°‚接近水平‚ ·118· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷