急斜煤层顶板裂隙扩展诱导能量时-空演变特征

水平分段综放开采面顶板断裂失稳预测对急斜煤层开采动力灾害防治至关重要。以碱沟矿495 m水平B1+2煤层综放工作面为背景,基于现场开采条件分析,开展顶板能量演变理论计算,构建急斜煤层顶板裂隙扩展能量演变物理平面模型实验,采用声发射与红外热像综合监测手段,揭示急斜煤层顶板裂隙扩展诱导能量时-空演变特征。研究表明:急斜煤层顶板积储的可释放应变能大于耗散能,采动作用致使顶板岩体内部损伤加剧,裂隙扩展诱导能量释放速率必然骤增;采动岩体裂隙动态扩展过程中声发射信号与红外热量同时变化,其中声发射事件数与能率呈缓慢与快速演化特征,红外热像出现热量异常(区)迁移;顶板破裂过程中"声-热"时序演变特征的实质为裂隙扩展诱导能量非均匀释放,形成缓慢与加速释放迁移的时-空演化过程,能量加速释放易造成顶板断裂失稳并诱发动力灾害。这为现场灾害预报与防治提供科学依据。     

急斜煤层水平分段综放开采围岩失稳特征分析

针对急斜煤层水平分段综放开采围岩失稳特征,通过对围岩力学模型分析,研究围岩结构的失稳过程和演化途径.根据急斜煤层围岩的非对称分布特点,所产生的非对称作用极易使围岩发生局部变形.局部变形的不断扩展进而将导致围岩发生失稳,这种动力学失稳极易演化为灾害.为了控制这种灾害的发生,借助声发射和钻孔窥视实时监测围岩"损伤-破裂-失稳"的全过程,将为工作面开采扰动区围岩失稳与控制提供了值得借鉴的依据.     

急倾斜水平分段综放面强矿压致灾机理及其防治

急倾斜特厚煤层水平分段综放开采条件下的强矿压致灾日益突出,严重制约矿井的安全生产。以乌东煤矿北采区45#特厚煤层为研究背景,构建物理相似模型,揭示了采场覆岩垮冒结构特征,理论分析综放面覆岩应力传递特征;通过FLAC3D软件建立三维数值计算模型,分析了急倾斜特厚煤层水平分段综放开采后覆岩的应力场及塑性区的变化特征。结果表明:急斜煤层赋存环境复杂,顶板不易垮落,易在采空区形成悬空顶板;+600水平分段煤层开采后,覆岩应力重新分布,在+575水平工作面沿煤层倾向距顶板巷6～45 m的采场煤岩体内,形成轮廓为"三角形"的应力集中区;随开采水平不断向深部延伸,应力集中程度不断增加,矿压显现也随之增剧。针对覆岩垮冒结构及应力特征,进行超前预裂爆破弱化技术,综放工作面支架压力和电磁辐射监测表明:支架压力下降了5～10 MPa,煤岩体平均电磁辐射强度由35.5 mV下降为14.4 mV,明显减缓了工作面强矿压显现,实现了安全生产。这对类似矿井安全开采提供了值得借鉴依据。     

采空区覆岩失稳引发冲击性灾害机理

为了研究造成大面积顶板向采空区快速运动形成气体灾害的原因。通过采用对综放采场覆岩结构形成条件的分析和研究。提出了综放采场覆岩大、小结构的概念,分析了综放采场覆岩结构失稳的几种形式,对覆岩结构失稳引发冲击性灾害的机理进行了探讨,采场覆岩大结构的瞬时失稳是造成大面积顶板向采空区快速运动形成气体灾害的根本原因。该结论可以作为开采期间的地压控制和采空区回采结束后的安全封闭设计的依据和参考。     

多场耦合下急斜煤层开采三维物理模拟(2)

复杂环境与多场耦合作用下,采空区煤岩体非对称变形诱致局部化失稳极易演化为动力灾害.以乌鲁木齐矿区急倾斜煤层综放开采为背景,构建了大型立体地球物理模拟装置与"声-光-电"物理力学指标信息测试系统,完成了动态加载条件下顶煤与覆岩损伤与演化的AE规律、内部损伤变形、表面位移变化特征、支架工作特性等分析,为急倾斜厚煤层综放开采与灾害控制奠定科学基础.     

急倾斜煤层深部开采对浅部断层活化影响的数值模拟研究

淮南矿区某矿采区属倒转地层,灰岩含水层位于煤层顶板,断层的活化极易导通上部含水层,引发突水事故.面对急倾斜煤层开采深度不断增加的现状,采用FLAC3D数值模拟的方法,对急倾斜煤层深部开采对顶板浅部断层活化影响的规律进行了研究,总结了急倾斜煤层开采深度与断层活化之间的时空关系,验证了通过控制采高和隔离煤柱大小,可以有效降低急倾斜煤层开采对断层的扰动作用,对急倾斜煤层后期深部开采断层突水预测与防治具有重要的理论指导意义和工程应用价值.     

急斜煤层浅转深综放开采煤岩动力灾害诱发机理

中国煤炭资源深部开采已成为常态。依托急倾斜煤层开采为工程背景,构建考虑水平分段综放开采影响的浅转深开采组合梁模型,引入应力差异系数(α)表征浅转深开采煤岩体应力状态特征,分析地表大尺度裂隙与工作面相对空间层位关系,揭示急倾斜煤层浅转深开采煤岩体动力灾害诱发机理,对指导急倾斜煤层深部开采具有重要意义。研究表明:通过全景智能钻孔图像信息辨识揭示了急倾斜煤岩层纹层角与倾斜层理方向基本一致,说明煤岩层处于强压缩构造状态;浅转深开采应力差异系数呈非线性增长,确定临界开采α为0.4;急倾斜煤层浅转深开采动力灾害诱发实质为水平分段多阶段重复扰动下覆层结构失稳产生循环性动力冲击。     

韩家湾煤矿浅埋近距房柱式采空区下开采动载研究

为研究韩家湾煤矿浅埋近距房柱式采空区及煤柱下开采的动载矿压,运用理论分析方法和物理相似模拟实验,采用应力和位移的监测手段,对综采工作面过房柱式采空区及煤柱进行模拟研究。研究表明,房柱式采空区下,工作面覆岩会随着下煤层关键层的破断而依次破坏,矿压显现较一般浅埋煤层开采剧烈,但未发生动载。而在进入区段煤柱期间,工作面只表现出比单一煤层开采时工作面压力较大,在出煤柱时则普遍存在动载矿压现象,动载易发区域在煤柱中的最后一次周期来压后10 m范围内。研究成果在韩家湾煤矿2405工作面进行了动载预测和防治。     

急-倾斜厚煤层走向长壁综放开采支护系统稳定性分析及控制

通过对倾角45°左右,厚度12.5-23m煤层条件下采用走向长壁综放开采支护系统稳定性的理论分析,提出了临界倾倒角的概念并建立了相关的数学模型。通过实践总结出了在动态、静态情况下防止急-倾斜厚煤层走向长壁综放工作面支护系统失稳的开采技术及管理经验。     

亚急斜煤层采空场覆岩变形破坏数值与相似模拟

依据煤层倾角及开采后顶板破坏特征及其影响不同,将倾角在45～60°的煤层称为亚急斜煤层,其开采过程中顶板影响相对显著。文中针对乌鲁木齐矿区,通过相似材料与数值模拟试验,对亚急斜水平分段放顶煤开采过程中采空场覆岩变形破坏特征进行了试验研究。研究结果表明:亚急斜煤层开采过程中采空场覆岩变形破坏主要沿煤层法向方向发展;基本顶(老顶)岩层破坏后并没有直接垮落,而是有可能形成一定的结构体——铰接岩块结构;关键层位结构体的回转失稳是造成大范围覆岩剧烈活动的根本原因;岩层结构的存在,特别是关键层位结构体的存在,使得覆岩大范围垮落对工作面的影响程度大大降低了,支架可以保持良好的运转,有助于工作面的安全高效生产。     

贵州威宁M4．7级地震特征初析

2009年3月22日,在贵州省威宁县哈喇河乡与双龙乡一带发生了M4．7级地震,本文从地质构造背景、地震基本参数、地震序列特征等方面对这次地震进行了初步分析。得出这次地震为前震一主震一余震型,同时威宁地区3级地震持续活动对该区中强地震的短临预报具有一定的指示意义。     

预警地震

共振是一种普遍现象,在地震事件中也存在,当一个大震爆发时,其地震波将引起一个已到了孕震晚期的震源体共振,地震波被吸收的能量一般并不多,但却可以作用孕震进程的一种标志,即预警信号。发出信号的大震称为预警地震,地震波是各向异性的,在地震带、纬度和经度的方向占有优势,一些毁城巨震,如唐山７．８级、海原８．５级和日本关东８．２级等地震,原来都存在着预警地震,预警地震的存在对可能发生大震地区的防震起到很重要的参考作用。     

构造应力与矿区地震

北票矿区是浅源地震的多发矿区。为研究地震机制,以地质动力区划方法查明的活动断裂为区域构造格架,将矿区简化成由１０条断裂组成的弹性平面模型,编制了计算软件。结合地震波方法,得出了１级断裂所形成的区域应力场是北票矿区地震的主要成因,断裂面失稳滑动是地震的主要表现形式,矿区开采则是地震的诱导因素的结论。     

新大陆漂移模型与地震成因关系研究

地震的成因机制和大陆漂移的关系是地球科学持续研究的重要问题,本文首先通过对2008汶川地震的弹性应变能量计算表明,弹性应变能不足以产生8级地震的能量,然后结合新大陆漂移模型,说明大地震的主控因素主要是地下深处的高温高压地壳流和活动深断裂,地震和大陆漂移过程密切相关。地震形成过程也是一个隐爆过程。最后对全球地震和中国及亚洲地震进行解剖,同时对地光现象的产生机制进行了深入分析。     

汶川地震断裂带数字地震台网建设与应用

为了提高对“5.12”大地震灾害监视和预警的能力,了解地震孕育、发生及发展,研究汶川.地震发震机理、地震复发周期和余震的迁移规律,“龙门山断裂带地震台网”建设,在震后迅速展开.该台网于2008 - 06 - 02开始正式传输地震数据,为灾后重建选址、地震科学钻探选址提供了可靠数据,同时也为研究龙门山断裂带余震分布情况、余震的迁移方向以及判断断层活动状况提供了科学依据.本文从台网选址、台网设计与建设、台网运行与管理、监测效能等方面介绍了台网的建设与应用.     

气象奇点与云南最大震级预报研究

根据地震活动与气象要素之间的密切关系,采用大量气象资料选取预报因子,将气象统计理论应用于地震预报,开创了地震预报的数值预报新方法,并对中国云南5个地震分区,分上下半年做出了最大震级预报,其置信度达到特别显著水平。这对提高地震预报水平将具有深远意义。     

Study on seismogenesis of the 1997 Jiashi earthquake swarm, western China

The 1997 Jiashi swarm earthquakes are relocated using the master event method improved by the authors. From the relocated hypocenters and focal mechanisms of the earthquakes, it is inferred that a pair of echelon faults, striking in northern north-west direction, right-step allocated and right-laterally moved, may exist in the earthquake swarm region. The composite focal mechanism obtained by analyzing the data of 2177 P-wave first motion polarities indicates that both mean P- and T-axis are horizontal, orienting in N19°E and N110°E respectively, and the mean B-axis is nearly vertical. The co-seismic deformation caused by this earthquake swarm is compressive nearly in North-South and extensional nearly in East-West. Obviously low earthquake stress drops are found via analyzing the source spectra of the swarm earthquakes, which may be one of the main reasons why the Jiashi earthquake swarm has lasted for a long period of time. The interaction between discontinuous segments of the echelon fault has been discussed. The result indicates that the stress drop is usually low for the earthquakes occurring on the right step echelon faults.     

九寨沟Ms 7.0级地震的左旋走滑作用与动力机制

2017年8月8日四川九寨沟发生的Ms 7.0级地震是继2008年汶川Ms 8.0地震、2013年芦山Ms 7.0级地震后在青藏高原东缘发生的又一次强震。本文通过综合分析九寨沟Ms 7.0级地震及历史地震的震源机制解、余震和历史地震分布、区域应力场、活动断层等资料,来揭示九寨沟地震的发震构造与动力机制。初步研究结果表明:(1)此次地震的震中位于塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂之间的交汇区,显示活动断裂的交汇区对此次地震的发生具有控制作用;(2)发震断裂为虎牙断裂,断裂走向为北西西向,倾向南西,倾角较陡,属于高倾角左旋走滑型地震;(3)震中位于虎牙断裂北段的北部地震空区,充填了1973年和1976年4次大于Mw6.0级地震空区;(4)此次地震位于2008年汶川Ms 8.0级地震的库仑应力增加区,应是汶川地震的应力传递和触发的结果;(5)此次地震位于巴颜喀拉块体的东北部顶角区,青藏高原东缘下地壳流向北东方向的挤出是驱动此次地震的动力机制。     

虎跳峡水库诱发地震探讨

在虎跳峡水电工程区构造格架和历史地震的系统研究的基础上 ,对水库诱发地震的工程区地壳岩体力学环境、地热及地化异常、介质特征等方面进行定性分析 ;运用概率分析法 ,又对其进行了定量研究。结果表明该工程蓄水后 ,会诱发地震 ,并且最大震级达 4.7级     

Predecessors of the giant 1960 Chile earthquake

It is commonly thought that the longer the time since last earthquake, the larger the next earthquake's slip will be. But this logical predictor of earthquake size, unsuccessful for large earthquakes on a strike-slip fault, fails also with the giant 1960 Chile earthquake of magnitude 9.5 (ref. 3). Although the time since the preceding earthquake spanned 123 years (refs 4, 5), the estimated slip in 1960, which occurred on a fault between the Nazca and South American tectonic plates, equalled 250-350 years' worth of the plate motion. Thus the average interval between such giant earthquakes on this fault should span several centuries. Here we present evidence that such long intervals were indeed typical of the last two millennia. We use buried soils and sand layers as records of tectonic subsidence and tsunami inundation at an estuary midway along the 1960 rupture. In these records, the 1960 earthquake ended a recurrence interval that had begun almost four centuries before, with an earthquake documented by Spanish conquistadors in 1575. Two later earthquakes, in 1737 and 1837, produced little if any subsidence or tsunami at the estuary and they therefore probably left the fault partly loaded with accumulated plate motion that the 1960 earthquake then expended.