金屬礦山的深部開采易引發(fā)冒落型礦震。本文對(duì)繁峙和代縣兩相鄰鐵礦區(qū)相繼發(fā)生的2次塌陷地震,從其發(fā)展到發(fā)生的過程特點(diǎn)、形態(tài)特征和成因機(jī)理等方面進(jìn)行了分析和總結(jié),認(rèn)為這兩次塌陷的孕育發(fā)生與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力、降雨和人為開采等因素密切相關(guān)。2次塌陷前前兆特征現(xiàn)象明顯,據(jù)此可充分利用測(cè)震臺(tái)網(wǎng)記錄到的塌陷數(shù)據(jù),通過甄別,收集更多的震例,研究總結(jié)其規(guī)律,并將研究成果應(yīng)用于日常監(jiān)測(cè)中,以便能對(duì)較大礦震事件做到盡早預(yù)報(bào)預(yù)警,更好地服務(wù)社會(huì),服務(wù)應(yīng)急等相關(guān)部門。 

【文章來源】：中國(guó)地震. 2020,36(01)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

繁峙和代縣2次塌陷及其周圍部分臺(tái)站、地震分布

2017年4月10日繁峙塌陷前40天，出現(xiàn)上下幅度不對(duì)稱的正弦波組，幅度很小，大致是地脈動(dòng)的3～5倍，周期約0.6s，形態(tài)單一，為起始的微弱前兆，見圖2(a)。之后10～15天內(nèi)頻次和幅度基本沒有大的起伏，多日偶發(fā)或日發(fā)1～3次。該前兆只在最近的DAX臺(tái)有記錄。隨后日頻次逐漸增加到5～8次。3月21日日頻次開始明顯增多，為10～16次，圖2(b)為一組連發(fā)的前兆破裂波形記錄，幅度間或增大到原來的數(shù)倍至數(shù)十倍。波形顯示出持續(xù)震動(dòng)的調(diào)整過程，這個(gè)過程為3～100s，見圖2(c)。列舉的初始前兆和調(diào)整波形記錄特點(diǎn)，與邢臺(tái)石膏礦發(fā)生礦震時(shí)贊皇地震臺(tái)記錄的以張力為主的微破裂形態(tài)相似(聞軍等，2007)。其間脈動(dòng)中清晰記錄到似近距離爆破的高頻事件次數(shù)明顯增加，垂直向初動(dòng)多數(shù)尖脈沖式向下，形態(tài)有別于爆破，有些連發(fā)多次的高頻事件N-S分向清晰，E-W分向次之，U-D分向微弱，如圖2(d)所示;圖2(d)圓角矩形放大框中是DAX臺(tái)U-D向矩形框部分的放大圖，清晰看到初動(dòng)向下。4月10日19時(shí)18分繁峙塌陷前，前兆破裂次數(shù)暴增，增至每分鐘3～4次，幅度驟升到原來的數(shù)倍至數(shù)十倍。這些密集的短臨事件，預(yù)示著冒頂即將到來。19時(shí)43分在距離塌陷點(diǎn)7.1km左右，前后相差3s發(fā)生0.8級(jí)和1.5級(jí)2次爆破，緊隨爆破之后，引起持續(xù)振蕩，加劇局部破裂，于19時(shí)44分發(fā)生繁峙3.3級(jí)塌陷。2018年7月21日代縣塌陷與繁峙塌陷有相似之處，也有不同之處。相似之處為，在前期初始階段，前兆特征記錄基本相同，最后加速發(fā)展階段情形相似。不同之處為，代縣塌陷的發(fā)展形成過程中，高頻事件相對(duì)較少，調(diào)整現(xiàn)象較少，且調(diào)整持續(xù)時(shí)間短;最終塌陷發(fā)生前爆發(fā)2次短期的密集前兆破裂，即20日17時(shí)24～50分突然破裂幅度陡增數(shù)倍至數(shù)十倍，頻次每分鐘4～6次，之后相對(duì)平靜數(shù)小時(shí)，于21日02時(shí)36分又一波破裂襲來，一次接著一次，持續(xù)10min，之后發(fā)生3.0級(jí)塌陷，見圖2(e)。

2次塌陷地震具體波形顯示的特點(diǎn)為最近的DAX臺(tái)記錄初始較弱，三分向周期均約1.0s，縱橫波段界限不明，難以區(qū)分，3～5個(gè)周期后斷崖式衰減，繁峙塌陷尾波衰減快，見圖3(a)，代縣塌陷銜接4～6組明顯小于前面周期的橫波，見圖3(b)矩形框部分。震中距在1°左右時(shí)縱橫波段相對(duì)容易區(qū)分，尾波震動(dòng)持續(xù)時(shí)間超過200s，且衰減形態(tài)不一，有的逐漸減弱，有的在漸弱后再次增強(qiáng)，面波均非常發(fā)育，圖3(c)為部分臺(tái)站的N-S向記錄，面波周期在3～10s;臺(tái)網(wǎng)距離震中最遠(yuǎn)處5°的臺(tái)站面波記錄也很清楚�？偨Y(jié)來看，2次塌陷均是在數(shù)小時(shí)內(nèi)小能量前兆破裂加劇之后相繼發(fā)生的。這類事件主要特征是震中分布范圍小，無明顯遷移現(xiàn)象;震源淺、震級(jí)小、烈度高;地震波形簡(jiǎn)單、周期較大(國(guó)家地震局研究所，1984);近臺(tái)衰減極快，遠(yuǎn)臺(tái)面波清晰，尾波長(zhǎng)衰減慢;引起地面震動(dòng)輻射范圍廣，傳播距離遠(yuǎn);震時(shí)一般伴隨響聲和空氣沖擊波等。3 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和地震地質(zhì)背景

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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