基于震源机制解析的巨厚覆岩矿震破裂机制
白贤栖1
曹安业1
刘耀琪1
王常彬2
杨旭3
赵迎春4
杨耀1
1.中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州 2211162.中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,江苏徐州 2211163.中国矿业大学计算机科学与技术学院,江苏徐州 2211164.内蒙古昊盛煤业有限公司,内蒙古鄂尔多斯 017000
摘要：鄂尔多斯矿区侏罗系煤层覆岩中常见巨厚层状砂岩组,为了解释和量化巨厚覆岩下煤层开采矿震破裂机制与顶板破断特征,基于震动波P波辐射位移场与相对矩张量反演方法,提出了以震源群为单位、微震台站为对象构建反演矩阵进行煤矿矿震震源机制反演,提高了反演效率与准确性,求解了巨厚覆岩下实体煤段与临空段工作面回采诱发大能量矿震事件的震源机制,定量分析了顶板破裂演化特征与震动波辐射影响方位.结果表明:巨厚覆岩下临空段工作面回采白垩系巨厚砂岩层开始产生破断,地表沉降量快速上升,开始出现 100 kJ以上的矿震事件,矿震分布较实体煤阶段更为密集;大部分大能量矿震事件位于采空区后方,与煤层上方厚层顶板破断、滑移密切相关;巨厚覆岩下煤层开采诱发的震源顶板张拉破裂占比 85%以上,临空段回采期间震源有向上扩展的趋势,剪切滑移破裂相对实体煤回采阶段有所增加;破裂面走向方向大致与工作面推进方向一致或与工作面推进方向成"X"夹角,但临空回采阶段相较实体煤阶段走向"X"夹角由30°增加至 45°;震源破裂面倾角 0°～30°,占比 50%左右,顶板以水平离层张拉、顶板回转压缩失稳为主,产生的P波大多向下方采空区传播,对工作面回采影响较小;仅部分顶板断裂张拉与剪切滑移失稳产生的P波向周围采场传递,可能对工作面影响较大.巨厚覆岩型矿震的防治思路可从弱化巨厚覆岩的整体性、使巨厚覆岩结构分层破断的角度出发,降低巨厚覆岩整体破断诱发矿震对工作面冲击危险性的影响.
关键词：巨厚覆岩矿震震源机制矩张量反演破裂面产状
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52274098)国家自然科学基金(U21A20110)国家重点研发计划(2022YFC3004603)
论文发表日期：2023-11-28
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：12( 4024-4035 )
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