基于震源机制解的矿井采动应力场反演与应用.pdf

第 35 卷 第 X 期 岩石力学与工程学报 Vol.35 NoX 2016 年 X 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering XXX ，2016 基于震源机制解的矿井采动应力场反演与应用 李 铁1，2 1，2 3 3 ，蔡美峰 ，孙丽娟 ，左 艳 (1. 北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083 ；2. 北京科技大学 土木与环境工程学院，北京 100083 ； 3. 抚顺市地震局，辽宁 抚顺 113006) 摘要：为反演采动应力场，以老虎台矿井为研究背景，应用地震学的岩体破裂震源机制解答方法，求解出矿井范 围 81 个强矿震的震源机制，结合现场调查和地应力测量，分析矿井尺度岩体采动应力场的规律。研究发现：由于 不同性质断层的切割和不同的采动方式，导致采动过程矿井范围岩体主应力性质并非一致，表现出分区特征；一 个共性特征是，相对于原岩应力场，采动应力场最小主应力轴由近水平转变为近垂直；进入深部开采，正断层不 只是流体的存储空间和运移通道，其在采动应力作用下可活化异变为逆冲断层运动，并可灾变为强矿震能量释放； 震源机制解对矿柱失稳、顶板大规模垮落、正断层逆冲灾变、逆断层活化等具有明确指示意义。矿井布设工程度 微震监测系统，跟踪反演分析采动过程岩体破裂机制，可以超前发现采动断层活化与异变成灾趋向，及时采取防 范措施。 关键词：深部开采；矿震；震源机制；采动应力场 中图分类号：TD 31 ；P315.1 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2016)00 –0000 –00 Inversion of mining-induced stress field and its application based on focal mechanism solution 1，2 1，2 3 3 LI Tie ，CAI Meifeng ，SUN Lijuan ，ZUO Yan (1. State Key Laboratory of High-efficiency Mining and Safety of Metal Mines，Ministry of Education ，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China；2. School of Civil and Environment Engineering ，University of Science and Technology Beijing ，Beijing 100083，China；3. Fushun Seismological Bureau ，Fushun ，Liaoning 113006，China) Abstract ：To inverse mining-induced stress field，a research program was conducted at the Laohutai mine. Focal mechanism solution of rock rupture in seismology was applied to solve the focal mechanisms of 81 large seismic events observed in the mine field. Combined with f