煤矿矿震应力波传播衰减理论模型及应用研究
朱建波1
郑福润2
谢和平1
周宏伟3
张茹4
马斌文2
张修峰5
公维国2
1.深圳大学 深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,广东 深圳 518060;深圳大学 广东省深地科学与地热能开发利用重点实验室,广东 深圳 518060;深圳大学 深地科学与绿色能源研究院,广东 深圳 5180602.深圳大学 深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,广东 深圳 518060;深圳大学 广东省深地科学与地热能开发利用重点实验室,广东 深圳 518060;深圳大学 深地科学与绿色能源研究院,广东 深圳 518060;中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京 1000833.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 1000834.四川大学 水利水电学院,四川 成都 6100655.山东能源集团有限公司,山东 济南 250014
摘要：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.
关键词：矿震应力波传播衰减模型地应力峰值振动速度
分类号：TU45(土力学、地基基础工程)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFC3004602)国家自然科学基金(52325404)珠江人才计划引进创新创业团队资助项目(2019ZT08G315)山东能源集团揭榜挂帅资助项目(SNKJ2022A01-R26)深圳市基础研究资助项目(JCYJ20220818095605012)深圳大学卓越研究计划资助项目(2022B001)
论文发表日期：2025-04-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 18-31 )
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