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采空区领域的应用

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多年的开采和其他历史原因我国许多矿山留下了未处理的特大复杂采空区,对采空区顶部及附近的建筑物、道路形成一定的危险,且部分采空区对井下工作面也构成一定的威胁,因此对采空区稳定性的监测与预警是矿山安全生产的重点。

大量的实例和理论都证明,岩石/岩体发生破裂失稳之前都会存在岩体细观裂纹与缺陷的萌生、扩展与发育的过程,这个过程中会产生微地震事件。对微地震信号进行采集处理,可获取微地震事件发生的位置、大小、能量、地震矩和震源机制等参数。并由此反演出煤岩体中原岩应力场、应力降等参数,进而结合岩石力学,对岩体稳定性趋势进行分析,实现对围岩失稳的监测预警。


应用实例

某地通过开采盐矿床,创造了世界上最大的采空区。为监测采空区稳定性,在深度160-360m,超过1平方公里的区域内布置36通道的微地震监测系统。该系统记录的微地震事件,可反映在崩塌范围内,微地震活动与应力重分布的关系。20057月到20063月,共监测到矩震级在-2.8~0.3级的微地震事件2392个,事件定位精度在18m以内。大部分微地震事件聚集在采空区顶板主要垮落区域,可推出它们是由采空区顶板岩体的垮落引起的。在微地震事件分布相对比较离散的地方则反映出附近较小空区顶板的垮落。

微地震事件在垂向剖面上的分布

微地震事件震源机制分析


矩张量反演可以评估微地震事件的震源机制,通过分析评估微地震事件的震源机制反应了盐矿采空区垮落的趋势。

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