爆破地震效应与减震方法的探讨

本文对比了爆破地震与天然地震在能量传播方式、地震效应、现场测试等方面的差异与联系,区分了地震效应和结构动态响应,并从能量源、能量传播介质、能量传播过程三方面阐明了诸减震方法的实质。     

硬岩开采诱发微地震信号频率特征分析

为研究硬岩矿山开采诱发微地震信号的频率特征,采用频谱分析结合能量谱密度方法,对开采过程微地震活动产生的振动信号进行了分析,获取了硬岩体诱发微地震信号的能量分布。结果表明:微地震波传播过程的衰减影响各频率区间能量比重的变化,随着传播距离的增加,低频区间能量比重增加,中高频区间能量比重减小。当波传播到200m左右时,能量比重较高的频率区间段发生明显变化。波在200～500m传播范围内,能量比重较高的频率区间主要在20～40Hz,且区间变化不大、相对比较稳定。利用上述硬岩开采诱发的微地震波传播过程的频率特征,对提高硬岩体诱发微地震事件的识别与震源机制计算时滤波有一定的参考价值。     

基于蝶形破坏理论的地震能量来源

地震发生时释放的巨大能量从何而来,一直以来都是还没有认识清楚的问题。考虑到两组地壳破裂带交叉部位强震频发的基本特点,基于蝶形破坏理论,构建以软弱异性体为中心的能量计算模型,提出了地震能量的计算方法。从软弱异性体围岩发生塑性破坏引发能量改变角度出发,数值模拟分析地震过程中有软弱异性体存在对地壳围岩能量分布的影响,探讨了自然地震触发的一般规律;以中国大陆西南地区含鲁甸ML6. 5级地震震中位置区域为地质背景,进一步对比分析有无软弱异性体条件下,地震震源能量与分布特征的变化规律。研究结果表明:地壳内部软弱异性体使其周围岩体应力重新分布,形成围绕软弱异性体的应力集中;随着挤压与张拉构造应力的加剧,软弱异性体围岩出现蝶形破坏区,蝶形破坏区蝶叶周围岩体集中的大量弹性能,是地震能量主要来源;软弱异性体使其周围岩体能量积聚特征呈指数型变化,且在软弱异性体围岩蝶形塑性破坏演化过程中会形成蝶形能量集中区,标志着系统由稳态向非稳态能量集中的转变;地震发生时软弱异性体周围岩体塑性破坏范围与积聚能量所处的状态决定了地震发生级别的大小,在蝶形塑性破坏的剧烈扩展阶段,微小的应力扰动即可引发整个围岩能量系统的灾变,引发大级别的自然地震。     

地震振动与爆破振动对建筑物影响的区别与联系

建筑物特别是古建筑物都有可能经历过大大小小的地震,其框架结构,受力支点都有可能有一些改变,如果再加之爆破振动的影响,就有可能使建筑物扭曲变形,甚至倒塌。在爆破震源影响的范围内,结合了地震震动对建筑物的影响后,才能对建筑物的抗震级数做出准确的判断,本文主要从地震震动与爆破振动异同点入手,着重介绍震源位置、传播途径、震波强弱、能量释放方式、峰值速度,最后根据建筑物的框架结构和受力点的受力能力,判断出爆破现场的装药量和应该采用的爆破方式。     

爆破地震效应激发煤与瓦斯突出的监测分析

以某突出矿井1261采煤工作面爆破为例,测试了该工作面前方卸压区和应力集中区的爆破振动速度和爆破振动频率;通过对现场测试数据的回归分析,得出了振动速度、爆破药量及地震波传播距离三者间的关系;采用“db7”小波法分析了爆破振动频谱、能量分布及爆破地震效应对煤与瓦斯突出的激发影响。监测表明：工作面前方卸压区和应力集中区爆破地震效应较小,不能直接破坏该区煤体,但该区煤体获取爆破振动能量后,工作面瓦斯突出危险性将增大。根据煤与瓦斯突出能量方程和工作面条件,调整爆破方案,可以降低爆破地震效应对采掘工作面煤与瓦斯突出的激发程度。     

宁夏银星二号煤矿三维地震勘探技术应用研究

宁夏吴忠银星二号煤矿地处丘陵地貌,区内相对高差较大,且被厚沙土层覆盖。开展三维地震工作,特殊地形地貌障碍会导致部分炮、检点偏移,部分厚沙土分布区会导致震源激发能量被吸收、检波器与地面耦合不好等情况出现,不利于地震波的传播,浅表层地震地质条件不一致,低降速带变化十分剧烈,存在一定的静校正等问题。针对上述问题,应积极采取改善激发接收条件措施,依据试验确定技术参数的原始数据质量保证技术路线;加强数据处理和解释工作,采用层析静校正与剩余静校正二者相结合方法,取得了较好的三维地震勘探效果。     

爆破地震波在地层介质中产生的能量集中效应

论述了爆破地震在地层介质中传播的规律，分析了地质地层条件造成爆破能量集中对建(构)筑物产生的危害，探讨不同岩石性质的爆破震动效应，可为矿区建(构)筑物的位置选择及防震提供参考。     

黄土塬地区震源组合照明分析

为了研究黄土塬地区巨厚的黄土层对激发震源的影响,通过建立黄土塬地区的地质模型,利用地震照明的手段模拟多井组合进行激发,研究地震波在该地区的地震波传播特性,可以比较直观的分析地震波在介质中的能量分布。通过模拟组合震源的不同激发基距,对比分析它们之间的照明效果,比较好地解决了激发震源组合在该地区的震源激发问题。利用这一研究成果,针对黄土塬地区不同地质条件选择震源组合提供理论依据,对提高野外地震勘探效果有一定的参考价值。     

X型共轭剪切破裂-地震产生的力学机理及其演化规律

地震的发生是一个极为复杂且高度非线性的物理过程,基于乔建永、马念杰、马骥等提出的X型共轭剪切破裂-地震复合模型,进一步研究了共轭剪切破裂-地震发生的力学机理,阐明了共轭剪切破裂-地震发生及其演化的物理过程,从软弱异性体周围岩体应力、破坏形态与地震能量变化的角度出发,发现了共轭剪切破裂-地震具有"仿蝶存亡"规律,获得了共轭剪切破裂-地震生成的必要条件。研究结果表明:由于构造应力显现区域应力环境的剧烈变化,地壳岩体中会形成以软弱异性体为中心的性态极不稳定的蝶形破坏区,它的扩展最终会形成显性或隐性的共轭剪切破裂;蝶形破坏区蝶叶每次扩展释放的能量会在一定范围内引发地震,即地震是触发事件动载作用下蝶形破坏瞬态扩展所释放弹性能的非线性动力现象;共轭剪切破裂在不同应力状态下经历了圆形和椭圆形破坏、蝶形渐进破坏与蝶形剧烈破坏的孕育期、生长期与剧变期;依据地震里氏震级的强弱,在共轭剪切破裂动态生成过程中地震活动存在着弱震期,中强震期与强震期的"仿蝶存亡"特点;共轭剪切破裂—地震发生的必要条件主要有地壳中的软弱异性体存在条件,构造应力剧烈变化条件,软弱异性体及其周围岩体强度条件以及地震发生的应力触发条件。     

三维地震勘探技术在伊犁河谷煤田勘探中的应用

伊犁河谷地区地表干燥、松散、低速粉土层较厚。为克服该区域能量衰减快,激发的地震波频率偏低,低频干扰和随机干扰大的不利因素,采用三维地震勘探方法和诸多地震解释技术措施,结合钻孔资料,在查明煤层赋存状况和断层发育情况等方面取得了较好的地质效果,对于开采各煤层的工程设计和施工,对采煤方法的选择具有指导意义。     

冬瓜山矿山地震活动的时间分布规律研究

矿山地震是由于人工开采活动引起的地震,有关岩爆倾向的硬岩金属矿山方面的矿震研究却很少.以冬瓜山微震监测数据为基础,分别从矿震事件数、震级大小以及定量地震参数时间分布进行了研究,得出了矿震的每时、每天分布特征、震级大小以及累积体积和累积矿震能量的时间分布特征,为金属矿矿震监测和控制提供了参考.     

地震探测瓦斯富集区的定量分析研究

基于双相介质理论,对地震资料采用最大能量扫描法提取出地震波能量信息,得到能够反映流体信息的能量分布图。根据钻孔瓦斯检测值和井下煤样瓦斯检测值与三维地震资料预测的能量值的对比分析找出其相应的关系,定量分析瓦斯富集区的地震波能量值与瓦斯值的关系,为矿方进行地面瓦斯预抽布置钻孔和井下预防瓦斯突出提供地质依据。     

矿山微地震活动特征的概率分析方法研究

为了研究矿山微地震活动的随机特征,提出了用于描述矿山微地震活动随机特征的三个统计量:微地震能量分布率、微地震发生率和微地震空间分布率,基于概率论和数理统计原理,研究了三个统计量的概率计算方法。通过对某矿山微地震实际数据的计算发现:该矿区微地震能量分布率的概率密度曲线类似于正态分布;微地震发生率的概率密度曲线类似于泊松分布;微地震空间分布率的概率密度曲线虽然呈现多种形式,但微地震事件大部分在固定工作面前方、工作面两侧边缘和煤层顶底板位置处,反映了在岩体特性突变位置处,发生微地震的概率较大。因此利用这三个统计量及其概率密度分布特征,可以从时间-空间-能量的角度,描述矿山微地震活动特征,对矿山微地震监测技术的基础研究和应用具有一定的意义。     

三维地震资料预测瓦斯富集区的应用

目前的地震勘探工作还处在构造勘探阶段,地震勘探取得的地质信息中仅解释了其中的快纵波的反射波场特征,而慢纵波的能量信息没能利用。基于双相介质理论的地震资料处理与反演技术,采用数字滤波的方法提取地震波能量信息,找到了地震波能量信息与煤层瓦斯之间的内在联系,取得能够反映瓦斯富集区的能量信息结果图,经实际应用对比效果明显。利用现有的三维地震勘探资料作进一步的反演处理为煤矿提供瓦斯富集区研究具有应用价值。     

矿山地震能量极值分布的研究及其应用

将冈贝尔I型极值分布应用于矿山地震能量分布规律的研究，结合前人的研究成果，推导了能量极值分布函数的表达式，给出了其参数确定方法。针对老虎台矿矿震实际，将能量极值分布用于强矿山地震事件的预测。结果表明，预测的月最大矿震能量的概率分布与实际记录的矿震月最大能量分布一致。同时预测了老虎台矿未来强矿震事件发生的概率。     

爆破地震振动危害及评价方法的探讨

本文分析了爆破地震振动特征及其对相关环境设施特造成危害的本质,总结了共有三种有效,实用的爆破地震振动评价方法,指出应当根据不同爆破地传播环境以及相关的不同结构特性来选择相应的振动评价参量和方法。     

地震波形分类技术在河道预测中的应用

近年来,地震油气储层预测新技术不断涌现和发展,地震波形分类技术就是其中之一,该技术的基础是当沉积相单元发生变化时其地震反射特征(包括振幅、频率、相位、积分能谱、时频能量等)也必定有所变化,利用神经网络技术把地震信号的总体变化定量地刻画出来即对波形进行分类,形成地震波形异常即地震相图。本文简要地介绍了这一方法的基本原理,一般流程及关键参数等技术环节。在分析某油田河道砂体测井和地震响应特征的基础上,应用这一技术对该油田主要目的层段河道进行了准确预测,确定了主河道的平面展布范围,为钻探部署提供了决策依据。     

利用反射波能量、振幅等属性解释煤层厚度的研究

依据地震地质模型及理论,根据煤层厚度与煤层反射波的能量、振幅等地震属性存在的单调非线性关系,解释煤层的厚度变化,圈定无煤带等地质异常区。     

地震诱发煤矿瓦斯灾害成核机理的探讨

基于现场地球物理观测,以煤矿矿震助推瓦斯异常涌出和地下水对远场地震的响应机理作为类比,结合大尺度地壳同时运动的地球物理学证据,探索地震能量导致煤矿瓦斯灾害成核的可能性和机理.分析得出,地震能量具备导致煤矿瓦斯灾害成核的可能性,其机理和条件为：地震震中与含瓦斯矿井间需要有活动构造作为能量传递的通道;地震能量对煤矿有约小于20 d的短周期调制作用;强烈地震在短临阶段甚至产生大尺度地壳同步运动;存在大面积地下水异常区域极有可能也是含瓦斯矿井敏感响应的区域.提出了此种机制瓦斯灾害预警的思路.     

吕梁地区地震勘探数据采集方法研究

吕梁地区为典型的黄土塬地貌,经长期风化、侵蚀、冲刷、切割,形成了塬、梁、峁、坡、沟等复杂地貌。在这类地区进行地震勘探,原始资料能量弱、频率低、信噪比低。在吕梁—柳林勘探区地震勘探实际生产中,针对该类地区不同浅表层条件,选择合适的成孔工具,重点进行了激发井深、药量对比试验,基本确定了有效的数据采集方法,取得了较好的地震效果。