有意义

932 岩石力学与工程学报 2007年

最大水平主应力的最小值(潘西矿435运巷临时变

压力/MPa

电所)也在20 MPa以上；最小水平主应力达22.8 MPa，最小水平主应力的最小值也在10 MPa以上。

从新汶矿区各矿地应力情况来看，潘西矿开采

测试时间/s

深度较浅(小于1 000 m)，所测地应力数值相对较小，最大水平主应力在20 MPa左右；协庄矿和华丰矿测点位置的深度大多超过了1 000 m，地应力数值均比较大，最大水平主应力在30 MPa以上。

(2) 原岩应力场以水平应力为主

新汶矿区深部主要有两种地应力场：① σH＞

图3 华丰煤矿－1 100 m大巷地应力测量压裂曲线 Fig.3 Hydraulic fracturing curve of stress measurement in

－1 100 m main roadway in Huafeng Coal Mine

N σv＞σh，共7个测点，包括协庄矿3个测点，华丰

矿3个测点，潘西矿1个测点。σH/σv最小为1.004(潘西)，最大为1.55(协庄)。② σv＞σH＞σh，共2个测站，全部为潘西矿测点，σv/σH分别为1.20和1.27。

可见，新汶矿区目前超千米深井地应力(协庄矿、华丰矿)主要以水平应力为主，而在潘西矿附近主要以垂直应力为主。最大水平主应力方向主要集中在

N3°E～N43.5°W。

已有的大量实测数据表明，矿井浅部地应力以水平应力为主，深部以垂直应力为主。新汶矿区的地应力测量结果与上述规律相反，即使矿井深度超过1 000 m，仍以水平应力为主。表明在地质构造复杂的矿区，深部矿井地应力仍以水平应力占优势。

(3) 地应力随深度的变化

将新汶矿区9个测点的主应力值进行回归，得出地应力随深度的变化情况(见图5)。

深度/m

地应力/MPa

图4 华丰煤矿－1 100 m大巷地应力印模图 Fig.4 Hydraulic fracturing printed curve in －1 100 m main

roadway in Huafeng Coal Mine

表1 新汶矿区深部矿井地应力测量结果

Table 1 In-situ stress measurement results in Xinwen Deep

Coal Mines

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

巷道 名称

协庄矿1202西回风巷

协庄矿1202东运输巷

协庄矿－850二采区轨道下山

华丰矿－1 100 m大巷

华丰矿－1 010 m水平大巷

华丰矿－920 m水平

煤仓石门

潘西矿7192主巷1号机窝

潘西矿7192主巷3号机窝

潘西矿435运巷临时变电所

垂直主最大水平 最小水平最大水平

埋深

应力σv主应力σH 主应力σh主应力/m

方向 /MPa /MPa /MPa 790 20.94 32.39 16.56 N33.5°E1 150 30.48 34.60 17.89 N12.5°E1 071 28.38 39.77 20.64 N39.7°E1 220 32.33 42.10 22.80 N3.0°E1 130 29.95 33.15 19.10 N31.5°E1 040 27.66 31.35 16.20 N23.5°W964 25.55 25.65 12.23 N32.3°E967 25.63 21.42 10.87 N43.5°E961 25.47 20.06 10.12 N25.9°E

图5 新汶矿区深部地应力值随深度的变化情况 Fig.5 Variation of in-situ stress values with depth in Xinwen

Coal Mining Area

布有以下特征：

(1) 地应力大

新汶矿区深部矿井地应力总体较大。9个测点中有5个埋深超过1 000 m，最深达1 220 m。最大

图5的结果表明，最大、最小水平主应力随深度增加基本呈线性增加，开采深度越大，水平应力越高。但是，有些测点的数值离散性比较大，主要原因是本次所测3个矿区的距离比较远，而且新汶矿区地质构造非常复杂，导致构造应力分布规律性

水平主应力高达42.1 MPa(华丰矿－1 100 m大巷)，