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内蒙古矿区矿震发生特点及防控对策与实践
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作者 曹安业 杨耀 +6 位作者 陈凡 王常彬 白贤栖 顾颖诗 马祥 秦续峰 丁国利 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期130-149,共20页
我国煤炭资源开发重心已向西部矿区优势资源快速转移,期间大规模、高强度开采诱使2.0级及以上矿震活动频发。2024年内蒙古原煤产量跃居全国第一,但矿震灾害尤为突出。为有效遏制内蒙古矿区矿震突增势头,统计了内蒙古矿震频发矿井地质沉... 我国煤炭资源开发重心已向西部矿区优势资源快速转移,期间大规模、高强度开采诱使2.0级及以上矿震活动频发。2024年内蒙古原煤产量跃居全国第一,但矿震灾害尤为突出。为有效遏制内蒙古矿区矿震突增势头,统计了内蒙古矿震频发矿井地质沉积特征,梳理了自2020年以来发生的26起2.0级及以上矿震案例,总结了矿震发生特点及发展趋势,结合地表岩移监测与覆岩离层观测结果,初步揭示了复杂沉积地层破断活动特征对频发矿震活动影响的特殊性,明确了矿震发生原因,提出了以主动卸压、减沉降载和生产布局优化为指导的矿震防控思路,并在受矿震严重制约生产的矿井开展了防控工业性试验。结果表明:内蒙古频发矿震矿区白垩系地层经历河流与风化沉积且发生大规模碳酸胶结作用,与下伏侏罗系地层形成重大不整合面,整体赋存形态和力学属性均表现出“骤变型”空间展布特征,造成了内蒙古煤矿矿震发生规律与机理的独特性;矿震多发生在邻空开采期间,震源位于采空区,对井上下几乎没有影响,发生过矿震的工作面复产期间降速开采甚至停产仍会再次发生矿震,凸显了矿区内覆岩断裂诱发矿震的复杂性;对矿震起控制作用的岩层动态变化,矿震发生后,地表快速下沉呈“阶梯式”,引起矿震的岩层及其上覆岩层内部裂隙快速扩展,裂隙扩展范围的所有岩层错动失稳均可能诱发矿震,这是内蒙古煤矿矿震难以有效防控的主要原因;矿震防控工程实施后,白垩系地层积聚能量稳步释放,地表沉降得到有效控制,减震效果显著;通过优化开采布局,降低了高强度开采带来的不利影响,实现源头防控矿震的同时,也促进了内蒙古煤矿矿震与冲击地压协同主动调控技术升级,对于后续矿井产能稳步释放具有重要意义。研究成果可促进对内蒙古矿区矿震的理性认识,并可为矿震有效防控提供宝贵思路。 展开更多
关键词 内蒙古 矿震 沉积环境 巨厚覆岩 矿震防控 覆岩隔离注浆 开采布局优化
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不规则断层煤柱区孤岛工作面应力演化特征和矿震活动规律
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作者 刘振江 刘永先 +2 位作者 卢雪松 陶振鹏 陈仲 《陕西煤炭》 2026年第2期1-6,共6页
【目的】针对不规则断层煤柱区孤岛工作面冲击地压高发问题,【方法】以三河尖煤矿7439孤岛工作面为工程依托,基于FLAC3D数值模拟、现场微震监测等方法,对工作面开采过程中围岩应力演化特征和矿震活动规律进行研究,以更好指导冲击地压灾... 【目的】针对不规则断层煤柱区孤岛工作面冲击地压高发问题,【方法】以三河尖煤矿7439孤岛工作面为工程依托,基于FLAC3D数值模拟、现场微震监测等方法,对工作面开采过程中围岩应力演化特征和矿震活动规律进行研究,以更好指导冲击地压灾害防治实践。【结果】结果表明,7439工作面处于多侧临空状态,且靠近不规则断层煤柱区,冲击危险性整体较高;工作面回采期间轨道巷邻近F7断层煤柱区、工作面与运输巷相交直角区、停采线附近大巷保护煤柱区应力集中显著,为冲击地压重点防控区域;数值模拟和微震监测具有良好的一致性。【结论】研究成果为类似条件下矿井动力灾害防治提供了强有力的科学技术支撑。 展开更多
关键词 不规则煤柱 断层构造 孤岛工作面 应力演化 矿震活动 冲击地压
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煤矿覆岩矿震关键层及其破断释能机制 被引量:4
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作者 窦林名 曹晋荣 +5 位作者 曹安业 蔡武 巩思园 鞠明和 周坤友 阚吉亮 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期180-192,共13页
覆岩型矿震已成为部分煤矿面临的主要动力现象之一,理论判识矿震发生的主控岩层是实现矿震精准防治的基础。采用理论分析、数值模拟和现场实测等综合研究方法,梳理了煤矿震动事件和煤矿矿震的内涵及类型,厘清了煤矿震动事件与煤矿矿震... 覆岩型矿震已成为部分煤矿面临的主要动力现象之一,理论判识矿震发生的主控岩层是实现矿震精准防治的基础。采用理论分析、数值模拟和现场实测等综合研究方法,梳理了煤矿震动事件和煤矿矿震的内涵及类型,厘清了煤矿震动事件与煤矿矿震之间的关系。提出了覆岩矿震关键层概念,总结了覆岩矿震关键层特征及其与关键层之间的区别联系,給出了覆岩矿震关键层判识方法。通过分析覆岩矿震关键层破断过程中的裂隙发育和能量演化规律,揭示了覆岩矿震关键层破断释能机制。结果表明:①煤矿震动事件包括微型震动、高能震动和矿震,煤矿矿震可划分为覆岩型、断层型、煤柱型、底板型、褶曲型和复合型;②覆岩矿震关键层是指顶板中一层或数层对覆岩型矿震的发生和分布具有控制作用的关键岩层(组),根据空间赋存位置,可将其分为高位和低位2种类型;③考虑厚硬岩层破断条件和能量条件,提出了覆岩矿震关键层判别方法,案例分析表明该方法具有一定的正确性和适用性;④除采空区两侧的裂隙带外,覆岩矿震关键层与低位顶板之间出现水平剪切裂隙,层间节理应变能和剪切耗散能集中,岩层间发生剪切–错动。此外,覆岩矿震关键层内部还出现了水平向的层内裂隙,层内存在节理应变能和剪切耗散能聚集区,覆岩矿震关键层具有分层破坏特征;⑤当岩体所承受的实际最大应力超过岩层或结构接触面强度极限时,覆岩矿震关键层出现破断或结构失稳,形成覆岩型矿震,该过程中部分弹性应变能和重力势能转化为矿震能量以及各类耗散能等。研究结果可为覆岩型矿震防控提供理论指导。 展开更多
关键词 覆岩型矿震 矿震关键层 裂隙演化 释能机制 离散元模拟
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深部厚顶煤巷道矿震诱发冒顶复合灾害机理及其控制 被引量:8
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作者 窦林名 马小涛 +5 位作者 边戈 刘涛 王洪涛 宋金波 刘彦强 周坤友 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第1期85-96,共12页
随着煤矿开采深度的增加,厚顶煤巷道在强矿震作用下出现了不同于常规冒顶的灾害,即矿震诱发冒顶复合灾害。以陕西某矿301工作面回风巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场调研等方法,结合实际地质条件,探究矿震诱发冒顶复合灾害的... 随着煤矿开采深度的增加,厚顶煤巷道在强矿震作用下出现了不同于常规冒顶的灾害,即矿震诱发冒顶复合灾害。以陕西某矿301工作面回风巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场调研等方法,结合实际地质条件,探究矿震诱发冒顶复合灾害的破坏特征与主控因素,建立此类灾害的机理,并提出合理的控制对策。研究结果表明:矿震诱发冒顶复合灾害发生过程伴随强矿震,但巷道无明显动力显现特征;数值模拟表明动载强度显著影响巷道围岩的应力分布;厚顶煤巷道在强动载作用下,相较于薄顶煤、无顶煤巷道顶板下沉量更大,且受动载影响更为显著;锚杆索+钢带主被动组合支护能够有效提高巷道围岩稳定性,显著增强巷道抗动载能力;基于矿震诱发冒顶复合灾害机理提出“深部断顶-浅部卸压-强化支护”的防治对策。研究成果可为深部厚顶煤巷道矿震诱发冒顶复合灾害的防治提供一定的科学依据。 展开更多
关键词 深部 厚顶煤巷道 矿震 巷道冒顶 复合灾害
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矿震动载效应及冲击地压瞬态触发-连锁破坏机理 被引量:2
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作者 王桂峰 陈烽 +7 位作者 李宏维 曹安业 石佳琦 静涛 窦林名 温颖远 李庚 冯淦 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第1期194-202,共9页
由于冲击地压机理复杂、影响因素众多,到目前为止还未真正完全掌握其发生规律和发生机理。通过定量表征巷道围岩震动速度、应力状态和冲击破坏形态,系统研究了矿震动载作用下的巷道围岩动力响应特征和冲击破坏规律,建立了动静载瞬态触发... 由于冲击地压机理复杂、影响因素众多,到目前为止还未真正完全掌握其发生规律和发生机理。通过定量表征巷道围岩震动速度、应力状态和冲击破坏形态,系统研究了矿震动载作用下的巷道围岩动力响应特征和冲击破坏规律,建立了动静载瞬态触发-连锁破坏冲击模型,提出了基于机器学习模型的巷道抗冲能力智能评估技术。研究表明:矿震动载强度、其与巷道的距离、围岩自身静载应力、卸压工程及支护条件等均是影响巷道围岩发生冲击破坏的重要因素。动载强度较小时,巷道震动速度和底板位移小,未发生冲击破坏;动载强度增大到一定值后,巷道瞬间发生冲击破坏,且冲击破坏程度随动载强度增大而升高。采动、构造、煤柱等引发的巷道自身静载应力集中会减小其抗动载能力,相同动载作用下的巷道更容易发生冲击,且水平构造应力的影响更大。当构造导致的水平应力增大至1.5倍时,相同动载作用下的巷道由稳定转变为冲击破坏。围岩支护与卸压均会提高巷道冲击破坏的临界条件,避免巷道在同样动载荷作用下发生冲击。基于机器学习巷道抗冲能力评估模型的样本误差满足正态分布规律,表明模型评价指标选取合理,能够较好地反映巷道动力响应特征,对巷道震动速度和冲击情况预测的准确性高。研究成果在一定程度上促进了冲击地压机理研究,并为冲击地压防控提供了理论基础。 展开更多
关键词 深部开采 矿震 冲击地压 动力响应 冲击机理
原文传递
基于结构动力学理论的矿震机理分析 被引量:1
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作者 罗生虎 闫壮壮 +5 位作者 解盘石 伍永平 王红伟 朱广安 王同 田程阳 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期2881-2891,共11页
矿震是地下煤层开采中较常见的动力学现象,揭示矿震的力学原理是其灾害评价、预测及防治的前提和基础,采用理论分析方法,探讨了矿震的力学原理与主控因子,研究了矿震中覆岩的下沉-振动响应特征,及其作用下覆岩应变能、重力势能和动能的... 矿震是地下煤层开采中较常见的动力学现象,揭示矿震的力学原理是其灾害评价、预测及防治的前提和基础,采用理论分析方法,探讨了矿震的力学原理与主控因子,研究了矿震中覆岩的下沉-振动响应特征,及其作用下覆岩应变能、重力势能和动能的演变机理。结果显示:在结构动力学视角下,矿震是一类典型的自由振动,由坚硬岩层破断等采场煤岩结构子系统的瞬时失稳触发,由采场煤岩结构瞬变后的初始状态驱动,不需要外部能量的输入,耗散采场煤岩自身的势能(重力势能+应变能),受控于采场煤岩结构的力学性能与力学环境及其对应的瞬变特征。对于结构瞬变区域上方的覆岩,受坚硬岩层破断影响,覆岩载荷转递路径发生改变,采空区上方关键层上、下表面的承载量瞬时减小,采空区外侧关键层上表面的承载量瞬时增大。受此影响,关键层及其上覆岩层下沉-振动,其任意时刻的速度、位移和弯曲应变能线密度等响应特征均呈现出波动特性,且都以震源为中心迅速衰减。并且,在任意振动周期内,除了有能量的耗散外,亦存在不同能量间的相互转换;在第1个1/4周期内,重力势能向动能和应变能转换;在第2个1/4周期内,重力势能和动能向应变能转换;在第3个1/4周期内,应变能向重力势能和动能转换;在第4个1/4周期内,动能和应变能向重力势能转换。基于上述的理念,可以更直观地理解矿震中采场空间不同区域煤岩力学响应的发生机理及其内在关联等,为煤岩动力灾害的防控提供了新思路和新视角。 展开更多
关键词 矿震 结构动力学 结构瞬变 自由振动 力学原理
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联合震源破裂信息反演解析巨厚覆岩强矿震应力触发机制 被引量:1
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作者 杨耀 曹安业 +4 位作者 刘耀琪 白贤栖 王常彬 薛成春 王强 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期2077-2090,共14页
蒙陕矿区白垩系志丹群巨厚覆岩呈不整合沉积环境,深部开采导致引起地表震感的强矿震频发,已严重制约矿区高效生产。为解决矿区内强矿震震源破裂信息挖掘不准确、内部应力触发机制不明晰造成矿震灾害防控效果不理想的难题,以矿区内某矿... 蒙陕矿区白垩系志丹群巨厚覆岩呈不整合沉积环境,深部开采导致引起地表震感的强矿震频发,已严重制约矿区高效生产。为解决矿区内强矿震震源破裂信息挖掘不准确、内部应力触发机制不明晰造成矿震灾害防控效果不理想的难题,以矿区内某矿典型强矿震频发工作面为研究背景,在初步探明地层岩移特征基础上,通过主成分分析预处理提取波形有效成分,结合混合矩张量反演方法筛选合理震源机制解,修正应力反演模型、优化应力反演算法,联合震源破裂信息反演了强矿震发生前后覆岩应力场分布特征,引入不稳定系数评估了覆岩运移状态,定量解析了强矿震应力触发机制。结果表明:主成分分析方法能够快速提取井下复杂波形有效信息,应用于矩张量反演可显著降低波形理论振幅与观测振幅间误差,保证获取用于应力反演的震源破裂信息的准确度;改进后的应力反演算法满足典型张拉、压缩及复合破裂模式震源反演要求,将主应力方向、应力形因子等误差评估系数由改进前的60%降低至20%以下,验证了改进算法应用于煤矿开采复杂破裂模式震源应力场反演的合理性;强矿震孕育过程中,最大主应力相对其他主应力显著增大且作用方位转变为近似竖向方向,最大主应力偏转对诱发巨厚覆岩强矿震起控制作用,覆岩结构破断失稳与主应力场状态变化相互影响,其竖向单轴挤压作用导致巨厚覆岩剧烈运动并瞬时断裂释放大量弹性能是强矿震频发的主要原因。研究结论可为从应力调控方面实现源头弱化减震提供理论支撑。 展开更多
关键词 矿震 破裂信息 巨厚覆岩 应力反演 触发机制
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兖州矿区某矿矿震活动规律研究 被引量:4
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作者 唐子波 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期4143-4152,共10页
根据兖州矿区某矿2004年11月~2009年3月监测矿震台网记录资料,研究了矿震震源定位精度的方法、震源空间分布与构造、较大矿震与原地应力、矿震与开采的关系。认为利用3分向矿震记录,并采用偏振分析和波形相关分析的方法可以提高震源定... 根据兖州矿区某矿2004年11月~2009年3月监测矿震台网记录资料,研究了矿震震源定位精度的方法、震源空间分布与构造、较大矿震与原地应力、矿震与开采的关系。认为利用3分向矿震记录,并采用偏振分析和波形相关分析的方法可以提高震源定位精度;矿震发生与开采速度成正相关,在高发期与顶板周期来压呈相应同步关系,并且与开采进程不稳定程度密切相关的矿震导致顶板垮塌,形成强烈风暴摧毁了封堵墙。研究结果表明,3分向地震记录和波形分析在灾害性质诊断方面具有重要作用,为科学布置工作面,处置构造和高应力区,控制合理开采进度和防治矿震灾害提供了重要依据,是探索矿震预测的一条重要途径。 展开更多
关键词 工程 矿震 定位 开采诱发矿震 封堵墙摧毁事故 矿震序列分析
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深部巨厚弱胶结覆岩下开采岩层积聚能量演化特征及矿震风险控制方法
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作者 张鑫 郭广礼 +5 位作者 王西宝 刘莉 王帅合 公续升 王玲 邵轲 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第34期14541-14551,共11页
西部地区覆岩中普遍存在厚度较大、岩性复杂的弱胶结岩层,给区域煤炭安全开采带来了巨大隐患。以石拉乌素煤矿巨厚弱胶结覆岩下厚煤层深部开采为工程背景,采用理论分析与有限元数值模拟相结合的方法,研究了岩层与地表移动变形的特殊性,... 西部地区覆岩中普遍存在厚度较大、岩性复杂的弱胶结岩层,给区域煤炭安全开采带来了巨大隐患。以石拉乌素煤矿巨厚弱胶结覆岩下厚煤层深部开采为工程背景,采用理论分析与有限元数值模拟相结合的方法,研究了岩层与地表移动变形的特殊性,分析了采动覆岩能量积聚及演化特征。结果表明:开采宽深比小于0.88时,志丹群砂岩层对地表起着关键的控制作用,各层位岩层尚未发生破断,导致开采前期地表下沉明显偏小,当宽深比达到1.31时,关键岩层发生破断,地表下沉急剧增大;随着开采区域面积的增大,上覆岩层能量积聚的范围和量级逐渐增大,顶板位置的震动波能量在走向和倾向方向上分别呈拱形和U形的分布特征;推导了基于复合承载体的“充-垮-留”工作面宽度设计方法,经验证能够有效减小岩层下沉和震动波能量积聚。研究结果可为矿震风险控制与主动防治提供一定参考。 展开更多
关键词 巨厚弱胶结覆岩 岩层移动变形 地表沉陷 能量积聚演化 矿震防治
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矿震对含气煤样力学及渗流特性影响规律
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作者 穆海龙 孟上九 +4 位作者 王淼 秦艺峰 孙志远 祝威 ALEKSEI Sobolev 《煤炭学报》 北大核心 2025年第10期4824-4839,共16页
矿震频发给煤矿安全生产带来严重威胁,经调研表明矿震后易引发瓦斯灾害,呈现“先震后灾”特征,为矿震作用下瓦斯灾害预警提供了可能,但矿震作用诱发瓦斯灾害渗流规律不清。考虑煤体应力环境及瓦斯灾害发生原理,基于矿震波形特征分析,采... 矿震频发给煤矿安全生产带来严重威胁,经调研表明矿震后易引发瓦斯灾害,呈现“先震后灾”特征,为矿震作用下瓦斯灾害预警提供了可能,但矿震作用诱发瓦斯灾害渗流规律不清。考虑煤体应力环境及瓦斯灾害发生原理,基于矿震波形特征分析,采用自主设计的动态三轴加载渗流试验系统,引入循环应力比(Cyclic Stress Ratio,CSR)来模拟矿震作用特征,同时考虑了动载频率和气体吸附压力,设计了动静组合加载方式,研究了动载作用下含气煤样的力学、微观孔隙及渗流特性。结果表明:在动载加载阶段煤样残余应变随振动次数开始快速增大后逐渐趋于平缓,煤样渗透率随动载频率和CSR的增大呈指数函数增大,而与初始吸附气体压力呈负指数函数变化,且CSR对煤样力学和渗透率影响最显著;损伤后的含气煤样峰值强度和弹性模量与动载频率、CSR、气体吸附压力均呈负相关关系,在CSR为0.75时峰值强度和弹性模量劣化率达到最大,分别为15.3%和68.2%,损伤变量为0.68;利用CT扫描和三维重构技术,得到煤样加载前后孔隙体积变化的定量表征,不同CSR加载下孔隙总体积最大增大到初始状态的7倍,分析了动荷载对煤样孔隙率的影响特征,解释了矿震动应力对煤体孔裂隙发展、渗流特征及损伤变形的作用特征及相关关系。研究可为矿震作用下深部煤岩瓦斯动力灾害的机理揭示及灾害预警提供支撑。 展开更多
关键词 矿震 循环应力比 残余应变 渗透率 CT扫描
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煤矿矿震应力波传播衰减理论模型及应用研究
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作者 朱建波 郑福润 +5 位作者 谢和平 周宏伟 张茹 马斌文 张修峰 公维国 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第2期18-31,共14页
矿震应力波传播衰减规律是准确评估矿震致灾性的重要理论基础。为明确煤矿矿震的震动效应,并为矿震风险评估提供理论依据,开展了矿震应力波传播衰减理论模型及其应用的研究。首先,建立考虑几何衰减系数、材料衰减系数和地应力影响的矿... 矿震应力波传播衰减规律是准确评估矿震致灾性的重要理论基础。为明确煤矿矿震的震动效应,并为矿震风险评估提供理论依据,开展了矿震应力波传播衰减理论模型及其应用的研究。首先,建立考虑几何衰减系数、材料衰减系数和地应力影响的矿震应力波传播衰减理论模型。随后,以石拉乌素煤矿为工程背景,采取室内试验与现场监测相结合的方法,测定了地层材料衰减系数,研究地应力对传播衰减模型的影响,构建了适用于该矿的矿震应力波传播衰减模型,并将该模型应用于现场矿震震级的估算,验证了模型的可靠性。研究结果表明:模型中几何衰减系数与矿震震级、波阵面的扩散以及应力波在非连续面中的散射相关;材料衰减系数与地层介质黏弹性、地层波速和应力波频率有关,地应力对传播衰减模型材料衰减系数有显著影响。基于提出的矿震应力波传播衰减模型,估算了石拉乌素煤矿矿震震级,与地震局预报的震级结果具有较好的一致性,验证了该模型在实际应用中的可靠性。根据应力波传播衰减理论模型和震级能量关系,得到了不同震级矿震的应力波传播衰减规律的预测结果。研究结果为理解矿震应力波传播衰减规律提供了理论基础,对评价矿震风险具有指导意义。 展开更多
关键词 矿震 应力波 传播衰减模型 地应力 峰值振动速度
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厚硬岩层断裂型矿震地面震动损害边界预测模型研究与应用
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作者 年宾 张明 +5 位作者 张宇 王卫 魏凯祥 陈国华 赵建明 李志军 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第7期106-113,共8页
为分析厚硬岩层断裂诱发矿震可能对地面造成一定的震动损害,以矿震引起地面震动损害响应工程实例为背景,采用理论结合实践的方法,研究厚硬岩层断裂型矿震地面震动损害边界预测模型及其定量估算方法。研究结果表明:大范围厚硬岩层空间结... 为分析厚硬岩层断裂诱发矿震可能对地面造成一定的震动损害,以矿震引起地面震动损害响应工程实例为背景,采用理论结合实践的方法,研究厚硬岩层断裂型矿震地面震动损害边界预测模型及其定量估算方法。研究结果表明:大范围厚硬岩层空间结构形成过程中岩体固支端持续弹性变形,这是厚硬岩层断裂型矿震的主要能量来源;震源能量传播至地面转化成质点不同震动速度,能够表征震动损害响应程度和确定地面震动损害边界;开采地面“移动-震动”损害边界统一预测模型,兼顾了缓慢岩移与瞬间矿震2类灾害特征;采用研究模型预测16101工作面矿震引起地面明显震感、较强震感、民用建筑物破坏不同边界为4187 m,1233 m,705 m,预测结果与实际矿震地面响应范围基本相符。研究结果可为矿震地面震动损害研究提供参考。 展开更多
关键词 开采 矿震 厚硬岩层 地面动损害 预测模型
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基于机器学习的矿震与爆破信号分类
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作者 梁潇南 王建军 尹欣欣 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第10期1093-1100,共8页
针对甘肃某矿矿震与爆破信号的分类问题,分析了支持向量机、K-means聚类、主成分分析等常用无监督分类方法在特征选择不足、分类精度较低和样本不平衡等方面存在的显著挑战。为尝试解决这些问题,本文使用一种轻量级协同学习方法(LCL-SS... 针对甘肃某矿矿震与爆破信号的分类问题,分析了支持向量机、K-means聚类、主成分分析等常用无监督分类方法在特征选择不足、分类精度较低和样本不平衡等方面存在的显著挑战。为尝试解决这些问题,本文使用一种轻量级协同学习方法(LCL-SSS),该方法结合了MiniRocket特征提取与改进的K-means聚类,旨在提升分类的准确性与效率。通过时频分析发现,爆破事件的P波初动频率主要集中在80~200 Hz,而矿震事件的P波频率则分布在20~120 Hz。经过30次训练实验,LCL-SSS方法的分类准确率达到了95.07%,有效捕捉到矿震波形中的关键特征。 展开更多
关键词 矿震 时频分析 无监督学习 信号分类
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矿震波速反演模型空间降维方法
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作者 陈卿 刘晓文 《工矿自动化》 北大核心 2018年第12期54-60,共7页
针对矿震波速非线性反演方法收敛速度慢、计算量大等问题,提出了一种基于二维快速傅里叶变换的矿震波速反演模型空间降维方法。该方法通过二维快速傅里叶变换及高频截断,可在损失部分高频信息的前提下降低矿震波速反演模型空间维数,从... 针对矿震波速非线性反演方法收敛速度慢、计算量大等问题,提出了一种基于二维快速傅里叶变换的矿震波速反演模型空间降维方法。该方法通过二维快速傅里叶变换及高频截断,可在损失部分高频信息的前提下降低矿震波速反演模型空间维数,从而提高波速反演速度。实验结果表明,采用该方法可将50×50网格的矿震波速反演模型空间维数降为原来的1/100,在此基础上采用粒子群优化算法对矿震波速进行反演时可快速收敛,并稳定地获得与理论值较为接近的反演值。 展开更多
关键词 矿震 矿震监测 矿震波速反演 模型空间降维 高频截断 快速傅里叶变换 粒子群优化算法
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抚顺地区矿震震源参数特征研究
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作者 夏彩韵 王喜龙 +2 位作者 冯璐 郭晓燕 张思宇 《防灾减灾学报》 2025年第1期41-49,共9页
矿震严重威胁煤炭安全生产,一直是亟待解决的关键问题。通过梳理2009-2021年期间辽宁地震台网的波形资料,基于Brune模型的高频截止模型,将理论震源谱与观测震源谱的最小绝对残差作为目标函数,最终获取了78个矿震的震源参数。在此基础上... 矿震严重威胁煤炭安全生产,一直是亟待解决的关键问题。通过梳理2009-2021年期间辽宁地震台网的波形资料,基于Brune模型的高频截止模型,将理论震源谱与观测震源谱的最小绝对残差作为目标函数,最终获取了78个矿震的震源参数。在此基础上,对抚顺矿区的矿震类型、不同震源参数间的定标关系,以及应力降的时空特征开展深入的分析讨论。结果显示:(1) High-Cut模型的理论谱对矿震震源谱具有很好的拟合效果。抚顺矿震的拐角频率主要位于2 Hz以下,且震级越大,拐角频率越低,这与矩震级有较好的相关性;(2)计算了抚顺矿区78个矿震的应力降,结果显示绝大多数地震的应力降低于0.1 MPa,相比于中国大陆主要地震活动区的应力降水平(0.1~20 MPa)来说,抚顺矿区应力降水平明显偏低;(3)应力降的空间分布特征显示,虽然矿区整体应力降水平较低,但中部和西南部存在相对较高的差应力降高值区,矿震多发生在其内部和边缘。后续应重点监视跟踪这些较高区域的应力水平,为矿山监测和安全生产提供科学依据。 展开更多
关键词 抚顺煤 矿震 高频截止模型 源参数
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我国煤矿顶板运动型矿震及诱发灾害分类、预测与防控 被引量:55
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作者 朱斯陶 刘金海 +8 位作者 姜福兴 尚晓光 孙希奎 张修峰 宋大钊 张明 王爱文 谢华东 曲效成 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期807-816,共10页
针对我国煤矿顶板运动型矿震及诱发灾害频发的现状,采用现场调查、理论分析、现场监测等方法,对顶板运动型矿震及诱发灾害发生机制、预测和工程分类技术进行了研究,得到以下主要结论:(1)基于关键层运动模式将顶板运动型矿震分为关键层... 针对我国煤矿顶板运动型矿震及诱发灾害频发的现状,采用现场调查、理论分析、现场监测等方法,对顶板运动型矿震及诱发灾害发生机制、预测和工程分类技术进行了研究,得到以下主要结论:(1)基于关键层运动模式将顶板运动型矿震分为关键层断裂型、关键层回转型和关键层滑移型3类矿震,建立了基于“关键层运动状态”的顶板运动型矿震的能量预测模型,分别提出了3类顶板运动型矿震能量的计算方法;(2)基于顶板运动型矿震诱发井下和地面灾害机制,建立了顶板运动型矿震诱发井下冲击地压和地面建筑物震动损害的一体化力学模型和评估方法,为煤矿顶板运动型矿震诱发灾害的预测提供了基础;(3)提出了分类防控、源头减震、吸能抗震协同防控顶板运动型矿震的理念,形成了以低矿震能量、低围岩密度和高抗震能力为基础的煤矿顶板运动型矿震及诱发灾害防控体系,开展了地面直井压裂源头防控顶板运动型矿震的技术试验研究;(4)根据工作面在压裂区开采期间的矿压显现和相似材料模拟试验结果,大范围压裂措施能够降低大能量矿震发生频次,但也可能改变关键层运动模式,甚至增大井下矿压显现强度。 展开更多
关键词 坚硬顶板 矿震 冲击地压 矿震分类 矿震预测 地面动损害 地面压裂
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深井开采工作面矿震演化规律及CT反演分析
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作者 易恩兵 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第4期101-107,共7页
为了研究深井工作面过断层回采诱发的矿震演化规律及防治冲击地压解危措施,分析了赵楼煤矿11301工作面回采过程中断层区域的矿震能量和频次,从覆岩运动角度研究了矿震演化规律,对工作面进行CT反演分析后采取卸压措施,并利用已有的冲击... 为了研究深井工作面过断层回采诱发的矿震演化规律及防治冲击地压解危措施,分析了赵楼煤矿11301工作面回采过程中断层区域的矿震能量和频次,从覆岩运动角度研究了矿震演化规律,对工作面进行CT反演分析后采取卸压措施,并利用已有的冲击危险预警模型及预警准则对卸压措施效果进行检验。结果表明:11301工作面回采至靠近断层区域时,大能量事件及频次明显高于正常区域;工作面回采至靠近2条断层期间顶板出现高能量矿震现象。CT反演结果显示出11301工作面的冲击危险区域分布情况,在冲击危险性区域采取两帮大直径钻孔、底板松动爆破和顶板强制断顶相结合的卸压措施,利用冲击危险预警模型的异常指数对卸压降能防冲效果进行评价,发现卸压措施的防冲效果显著。研究成果可为预防深井断层区域的冲击地压事故提供借鉴。 展开更多
关键词 深井开采 断层 矿震演化规律 异常指数 CT反演分析
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对陕西榆林地区三次矿震灾害的认识 被引量:12
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作者 董星宏 韩恒悦 +2 位作者 邵辉成 王新 李永辉 《灾害学》 CSCD 2005年第2期96-98,共3页
2004年10月14日、11月21日和11月29日,陕西省地震台网记录到在陕西省榆林地区的神木县和府谷县相继发生了ML4.2、ML3.2和ML3.4级地震。经陕西省地震局榆林地震考察组落实,三次地震都是典型的煤炭采空区塌陷引起的矿震事件。2004年10月1... 2004年10月14日、11月21日和11月29日,陕西省地震台网记录到在陕西省榆林地区的神木县和府谷县相继发生了ML4.2、ML3.2和ML3.4级地震。经陕西省地震局榆林地震考察组落实,三次地震都是典型的煤炭采空区塌陷引起的矿震事件。2004年10月14日的ML4.2级矿震也是我国目前记录到的煤炭采空区塌陷引起的最大矿震。 展开更多
关键词 矿震 采空区塌陷 矿震灾害 陕西榆林
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地垒构造区域内工作面矿震发生规律研究 被引量:6
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作者 陈学华 吕鹏飞 阮航 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第6期95-99,104,共6页
为深刻揭示和总结地垒构造区矿震规律的特殊性,以东滩煤矿1305工作面为研究对象,采用力学计算、数值模拟和微震监测相结合的方法,分析地垒构造区垂直应力二次分布,微震信号反映出矿震的影响。结果表明:工作面开采距离EF93断层距离84 m和... 为深刻揭示和总结地垒构造区矿震规律的特殊性,以东滩煤矿1305工作面为研究对象,采用力学计算、数值模拟和微震监测相结合的方法,分析地垒构造区垂直应力二次分布,微震信号反映出矿震的影响。结果表明:工作面开采距离EF93断层距离84 m和35 m时,EF93断层和EF32断层相继发生错动,容易诱发矿震;微震监测和数值模拟叠加结果显示出震源在工作面前方和采空区后方积聚,且主要集中在顶板硬岩和应力升高区,开采距离EF93断层80 m时,断层错动诱发高能矿震,验证了力学计算结果;地垒构造区开采震动能量和频次都升高,断层活化是影响震动增强的主因;地震活性系数b值与震动能量呈负相关性,大震发生之前往往经历"小震密集-平静-大震发生"的过程。 展开更多
关键词 地垒断层 矿震 剪切梁 监测 矿震特征
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模糊神经网络在矿震预测中的应用 被引量:5
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作者 张向东 李永靖 兰常玉 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2005年第2期71-73,共3页
矿震同天然地震一样会给矿山生产及人身安全等带来重大灾难。也是目前尚不能准确预测的矿山灾害现象之一。根据现有的研究成果可知,矿震是一个多输入、多干扰、单输出的复杂系统。由于干扰项的存在,使利用建模、神经网络等手段对系统进... 矿震同天然地震一样会给矿山生产及人身安全等带来重大灾难。也是目前尚不能准确预测的矿山灾害现象之一。根据现有的研究成果可知,矿震是一个多输入、多干扰、单输出的复杂系统。由于干扰项的存在,使利用建模、神经网络等手段对系统进行预测时会导致很大误差。模糊神经网络系统在建立对象输入、输出关系时与传统数学方法不同。即可以建立在无模型基础上,并利用其较强的学习训练特性,自动获取对象的输入、输出关系表达;可以将专家的评价语言作为系统的干扰项引入。这在一定程度上缓解了人为因素对预测结果的影响,且平滑了观测数据的随机性。文章利用改进的模糊神经网络及抚顺老虎台矿的矿震资料,对矿震最大震级的预测方法进行了探索。初步探讨了改进的模糊神经网络在矿震预测中的应用。得出在运用模糊神经网络进行预测时,为减小预测误差,应综合多种因素并提高专家评判语言的精确度的结论。指出在建立矿震系统预测模型时,利用干扰项将人为因素引入系统是必需的。通过实际应用证明其可行性。 展开更多
关键词 矿震 模糊神经网络 波能量 干扰项 矿震系统预测模型 抚顺老虎台
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