發(fā)布時(shí)間：2020-05-30 06:39

【摘要】：本文以鶴崗地區(qū)的礦山動(dòng)力災(zāi)害的成因?yàn)檠芯繉?duì)象,通過系統(tǒng)研究煤巖震動(dòng)與覆巖運(yùn)動(dòng)、采動(dòng)及構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)等之間的關(guān)系,揭示鶴崗礦區(qū)及礦井具體工作面內(nèi)天然地震和強(qiáng)礦震及瓦斯溢出的誘發(fā)機(jī)理及活動(dòng)規(guī)律。并以此為基礎(chǔ)探索礦區(qū)及礦井具體工作面沖擊礦震等動(dòng)力災(zāi)害的危險(xiǎn)性預(yù)警準(zhǔn)則及技術(shù)。鶴崗煤礦經(jīng)過近百年的開采史,開采深度近千米,屬高瓦斯、強(qiáng)礦震頻發(fā)的礦山。鶴崗的地震地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜,其應(yīng)力場(chǎng)的受大背景的板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響的同時(shí)也受到礦山開采等局部應(yīng)力應(yīng)變的影響,該區(qū)域存在中強(qiáng)地震的孕育背景。在鶴崗地區(qū)已經(jīng)建立的礦震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)也開始發(fā)揮效能,近年鶴崗礦山開采業(yè)投入了高精度的微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和高采樣的瓦斯檢測(cè)系統(tǒng),結(jié)合以上觀測(cè)事實(shí),對(duì)鶴崗礦山地震產(chǎn)生機(jī)理的研究,找出其與相關(guān)構(gòu)造區(qū)天然地震間的內(nèi)在聯(lián)系,同時(shí)礦震與礦井的瓦斯溢出等方面也有著緊密的聯(lián)系,運(yùn)用貝葉斯定律,在觀測(cè)實(shí)例中找出其內(nèi)在關(guān)聯(lián)。在近場(chǎng)及相互關(guān)聯(lián)構(gòu)造區(qū)域內(nèi)的天然地震對(duì)礦震有顯著的誘發(fā)或者觸發(fā)作用,在天然地震后的一周尺度內(nèi),礦震活動(dòng)頻次及震級(jí)都會(huì)有明顯的增高趨勢(shì)。這表明天然地震加劇了礦區(qū)的應(yīng)力積累,在采空區(qū)及應(yīng)力臨界區(qū)域會(huì)有明顯的釋放。在礦震發(fā)生之后,局部礦井內(nèi)瓦斯活動(dòng)也呈現(xiàn)明顯的先低后高特征,但距離較遠(yuǎn)的礦井,即使發(fā)生震級(jí)較大的礦震,也未必會(huì)伴隨瓦斯溢出,這需要進(jìn)一步做區(qū)域網(wǎng)格化研究。研究表明,以大尺度的礦山地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng),結(jié)合高精度的微震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù),在影響場(chǎng)發(fā)生地震后對(duì)為礦山的安全生產(chǎn)提供可靠的預(yù)警是可行的。建立完整的礦井動(dòng)力災(zāi)害的礦(微)震監(jiān)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng),以便為鶴崗礦區(qū)制定防御、減輕和控制沖擊礦震等動(dòng)力災(zāi)害提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

圖 1.1 煤礦環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害分類（據(jù)尹國(guó)勛，2000，已修改）根據(jù)圖 1.1 的技術(shù)思路分析礦震的災(zāi)害，在一定構(gòu)造環(huán)境下，由于應(yīng)力集中引起巖石破裂和應(yīng)變能釋放都是礦區(qū)開采過程中常見的工程誘發(fā)動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害，是人為的外動(dòng)力與自然力復(fù)合類的動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害，是世界范圍內(nèi)煤田礦井中最嚴(yán)重動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害。礦震發(fā)生時(shí)，就像在巖體內(nèi)部裝有大量炸藥一樣，煤和巖石突然被拋出（楊繼國(guó)，2013）。造成井下巷道或采煤作業(yè)面被瞬間摧毀，同時(shí)伴有巨大聲響和巖體震動(dòng)，形成混合著大量煤塵的空氣波，其猛烈程度是現(xiàn)有的人工支護(hù)難以抵擋的。強(qiáng)烈的礦震還會(huì)使地面建筑物受到一定程度的破壞。目前世界上記錄到的最大礦震震級(jí)己超過里氏 5 級(jí)。礦震的震動(dòng)持續(xù)時(shí)間通常只有十幾秒。由于震源較淺，礦震的烈度和破壞力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同等級(jí)別的天然地震。在瓦斯煤層，往往還伴有大量瓦斯涌出,造成礦井礦難（張?zhí)炖祝?012）。自 1738 年英國(guó)的南斯塔福煤田發(fā)生了世界上第一例礦震以來(lái)，目前全世界幾乎所有采礦國(guó)家都有礦震及瓦斯突出的發(fā)生。我國(guó) 1933 年撫順的勝利煤礦發(fā)

圖 2.1 中國(guó)大陸一級(jí)塊體的劃分（據(jù)中國(guó)地震預(yù)測(cè)研究所網(wǎng)站）根據(jù)塊體內(nèi)部次級(jí)塊體穩(wěn)定性及地殼運(yùn)動(dòng)特征差異，東北地區(qū)又劃分為 3個(gè)二級(jí)地塊，包括中蒙地塊、中朝地塊和燕山地塊（圖 2.1）。中蒙地塊和中朝地塊以依舒斷裂為界，中蒙地塊和燕山地塊以開原-赤峰斷裂為界。東北地區(qū)地處歐亞板塊的東緣，緊鄰太平洋板塊。受西太平洋板塊俯沖控制，，本地區(qū)地殼運(yùn)動(dòng)和構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)活躍。區(qū)域內(nèi)發(fā)育有三條規(guī)模較大的北東向斷裂，自西向東依次為嫩江斷裂、依蘭—依通斷裂、敦化—密山斷裂(圖 2.2)。其中依蘭-伊通斷裂和敦化—密山斷裂是歐亞板塊東部巨型構(gòu)造帶郯廬大斷裂北沿兩個(gè)分支，地震活動(dòng)性較強(qiáng)（常金龍等，2014）。此外，東北地區(qū)相對(duì)活躍的斷8
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD326;TD712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2687735