采空区上地震时间剖面的特征分析

采空区在煤矿生产和地面施工勘探中危害严重.在煤矿生产和施工前探测采空区,圈定出采空区的范围,已成为当前三维地震的一项十分总要的研究课题.本文分析了采空区形成的原因,划分了不同的采空区类型.通过应用Tesseral-2D全波场地震模拟软件包对采空区进行正演模拟,建立不同类型采空区的地质模型,在这些地质模型上模拟激发,对所得到的时间剖面的地震特征进行分析.     

四川省宣汉县炉厂坪井田炉坪煤矿充水因素分析

炉坪煤矿矿井涌水量主要受大气降水影响较大,同时井下涌水量还随煤层开采面积的扩大和开采深度的增加而增加。炉坪煤矿矿井主要充水因素有大气降水、直接裂隙充水含水层水、采空区积水、断层水及老窑积水,其中尤以浅部老窑及老采空区积水的渗漏补给量突然溃入矿井危害最大。     

基于正演模拟的煤层采空区地震响应特征

上组煤采空区对于下组煤的成像和安全回采有着重要影响,有必要研究矿区上组煤采空区精准成像技术。对于实际采空区及其下组煤的地震响应特征预测来说,建立和实际地质情况相吻合的正演模型是基础。根据搜集到的研究矿区钻孔测井资料,获取建模所需的等效地层物性参数、采空区垮落带等效模量、裂隙带等效模量等数据,建立与研究矿区地质情况比较接近的地质模型;通过正演模拟,对水平叠加剖面、偏移剖面地震响应进行分析,采空区波场特征表现为时间延迟、振幅变化、频率降低且对下部反射波有明显影响,干采空区的影响时差大于含水采空区的影响时差;通过不同地震属性的提取分析,发现采空区的地震属性明显区别于正常煤层,干采空区的地震属性和正常煤层的地震属性间差别更大。      

鲁15井水位与塌陷地震关系的研究

介绍了鲁１５井及附近的矿井塌陷地震概况，利用鲁１５井水位对矿井塌陷地震响应的观测资料，分析了鲁１５井水位的塌陷地震前兆．指出大塌陷前的∑△Ｈ－ｔ和Ｎｏ－△ｔ曲线都有异常变化，而且这一变化出现在大塌陷前一个月左右，因此有可能利用鲁１５井的塌陷地震前兆对较大塌陷做出预测。     

构造地震和塌陷地震的特征分析

本文对构造地震和塌陷地震进行了对比分析,找出了它们的特征。指出了构造地震的波速大于塌陷地震的波速;构造地震波的视出射角大于塌陷地震的视出射角;塌陷地震S波最大振幅随距离的衰减比构造地震快。求出了构造地震尾波衰减系数     

平邑县万庄塌陷地震现场调查及其成因

通过对平邑3.1级地震现场灾情调查,分析了塌陷成因机制,并结合地层情况和构造背景,探讨了其与地震构造的关系,进而提出防治措施,即采空区上方附近居民村庄整体搬迁、采空区回填、采空区人为放空、禁止既成规模的采空区矿区继续生产。     

利用正演技术识别地震解释中的假象

绕曲、小型地堑以及陷落柱在地震时间剖面上地震特征容易混淆,相互之间不易识别从而形成地震假象,给地震构造解释带来的困惑.为了识别这些地质现象在地震时间剖面上的真实反映.通过利用正演模拟技术研究这些地震假象的识别方法,采用地质资料设计不同地质现象的地震模型,正演分析了在叠加、叠后偏移和叠前偏移等地震时间剖面上的响应特征以及采用不同初始迭代速度模型处理的叠前偏移剖面上的特征.认为通过分析地震绕射波的响应特征、采用适合的初始迭代速度进行叠前时间偏移处理可以分辨出这些地震假象.最后利用地震勘探实例对总结方法的效果进行了验证.     

含煤地层岩浆岩侵入体地震波场模拟

从地质特征出发分析了岩浆岩侵入对煤层的影响,在此基础上建立岩浆岩侵入模型进行地震叠前波场正演与成像处理,对岩浆岩侵入体不同厚度、岩浆岩对煤层不同的侵蚀程度、不同间距等多种模型进行地震正演模拟,分析了几种情况下的地震反射波特征及岩浆岩侵入对煤层反射波的影响.研究结果表明,岩浆岩侵蚀区地震波场复杂,高精度的成像结果是正确识别岩浆岩反射波特征的基础.岩浆岩侵入体在地震剖面上一般形成能量较强的反射波,岩浆岩完全侵蚀煤层之后,引起了煤层反射波同相轴中断与相位反转.当岩浆岩侵入体与煤层间距小于40 m时,岩浆岩侵入煤层上部与下部对煤层反射波影响差异较大.通过地震波场模拟了解了岩浆岩侵入区的地震波场特征,为矿井岩浆岩侵入区地震资料处理和反射波识别提供参考.     

基于4D地震技术的煤矿采空区监测（英文）

煤矿地下采空区随着时间推移范围在不断扩大,冒落带、裂隙带、以及变形带也在持续变化,因而诱发煤矿突水等灾害的发生。本文将油气田开发中行之有效的四维(4D)地震监测技术用于监测煤矿地下采空区异常变化,以探索这一方法的可行性。以陕西韩城地区某煤矿为例,我们将这一技术用于动态监测该煤矿采空区异常变化。基于这一试验中所取得的4D地震监测数据,就煤矿采空区的异常变化特征,改进了油田4D地震监测数据处理方法,建立了一套适用于煤矿采空区地震移监测数据处理解释流程,校正了因塌陷导致的地表高程和采空区上覆地层速度的异常特征。我们对油田4D地震监测数据处理方法做了四点改进:1)采用融合高程静校正的低频分量和折射静校正的高频分量的方法,解决了地表高程变化和低降速带被破坏引起的静校正问题;2)采用速度一致性方法,解决塌陷引起的采空区上覆地层速度变化的问题;3)采用基于互相关的空变时差校正方法,解决扰动区存在反射同相轴下拉的问题;4)采用空变振幅校正方法,解决采空区引起的煤层振幅异常的问题。实际应用表明:本文建立的煤矿采空区4D地震监测资料处理和解释方法合理有效。     

陕北煤矿塌陷及灾害简介

随着陕北能源基地的建设和煤炭资源的开采,采空区塌陷灾害越来越严重。2004年来,陕西数字地震台网记录到的塌陷事件也越来越多,塌陷事件有加速发展的趋势,简要分析了塌陷事件的时空特征、灾害特征及对策等。     

四川长宁盐矿井注水诱发地震研究

根据现场调查资料、矿区地质构造资料和数字地震记录,研究了四川长宁盐矿井注水诱发的地震活动.研究发现,2006年4月前矿井注水与出水量相当,地震活动平稳;之后注水量远超过出水量,在注水量和出水量相差较大时,浅层中小地震频次急剧增加.长时间的大量注水可能渗入先存的长宁背斜内的小断裂及微裂缝带,加速附近区域微构造地层的破裂,引发了小震群活动.利用数字地震波形资料计算的Q值显示该地区地下介质较不均匀;小震精定位结果显示震源深度较浅,主要分布在2～3km;震源机制解表明,浅层地震呈正倾滑特征.这些都表现出矿井注水诱发地震活动的某些特征.     

陕北塌陷记录的区域特征研究

选取陕西省境内2011—2018年震级为M_L2.7—3.1的18个天然地震事件的287条记录和2013—2018年上述震级范围的20个陕北塌陷事件的185条记录,从时间域、频率域及时频域进行分析对比,总结出陕北塌陷记录区别于天然地震事件的特征:① 在时间域,就P波初动而言,塌陷的P波初动弱而平缓,只有极少数台的垂直向P波初动方向清晰,而天然地震的P波初动强而尖锐,垂直向P波初动方向清晰,有象限分布的特征;在体波特征方面,塌陷的体波周期要比天然地震的大;面波发育是塌陷区别于天然地震最显著的特征之一,即使震中距很小,塌陷记录依然有明显的短周期面波Rg波发育;在震中距＜50 km时,塌陷的振幅比A_S/A_P值要远远大于天然地震,且随着震中距的增大,A_S/A_P值变小并与相同震中距下天然地震的A_S/A_P值相近;相同震级,塌陷比天然地震尾波持续时间长,能量衰减慢。② 在频率域,塌陷的频率域较窄,主要为低频信号,集中在0—3 Hz内;天然地震的频率域较宽,低频信号较少;定义频带内频谱的方差与均值的比值为频谱变异系数α,塌陷的频谱变异系数α整体高于天然地震的。在震中距200 km范围内,塌陷的拐角频率f_c较天然地震小,集中在1—3 Hz,天然地震的拐角频率f_c在3—15 Hz均有分布。③ 从时频谱的对比可见,塌陷的主要频率成份为低频面波,而天然地震频率成份最丰富的为横波波段。      

地震波形记录特征分析

测震图分析是地震预报的一项基础工作,近年来随着地震预报工作的发展,对地震图的研究越来越深入.本文总结了小浪底水库数字地震台网记录的波形资料,用实例说明了不同距离、不同方位、不同类型的地震震相的特征,以及地震、爆破和塌陷波形的区别,发现小浪底水库地震台网波形记录有其特定的记录特征.     

瞬变电磁法在江西罗塘石膏矿采空区勘查中的应用

江西省贵溪市罗塘石膏矿是一个已探明资源储量在3000万吨以上的大型矿区,经过数年的开采,区内多次发生地面塌陷,当前部分地面塌陷已迫近桂岭、湾上、楼梯等村庄住宅区,给附近居民的生命财产安全带来巨大隐患.由于该矿层赋存于晚白垩系灰色泥岩中,经开采后的含水采空区与上覆第四系地层和围岩的电性差异较小,限制了常用的采空区勘查技术手段的应用,给该区地质灾害勘查造成极大困难.为查明住宅区附近地下石膏矿采空区的分布情况及其对地面建筑物的影响,本文采用对低阻异常敏感、信号强度大,横向分辨率高的瞬变电磁法对区内采空区进行探测,勘查结果识别出多个异常区,结合后期钻孔资料,成功探明了该矿区地下隐伏采空区的空间展布.为该矿区地质灾害防治提供了来自地球物理勘探的基础数据,对今后类似矿区的采空区勘查工作具有借鉴作用.     

大尺度断层活动性数值模拟及地震学类比

本文建立了大尺度断层（100～1000 km）的二维模型,利用ANSYS有限元软件平台,采用接触模式,模拟了百年时间尺度走滑断层的位错运动.结果表明,不同的断层力学参数,特别在断层强度非均匀分布的状态下,断层位错运动存在明显的非均匀时、空分布的特征.然而,不同模型的断层位错运动还显示出一些共同的特征,即断层位错运动表现为闭锁期、准静态预滑期和瞬间滑动,以及与之相应的应力（应变）的积累、调整和释放等等.这些结果也与实验室内小尺度的岩石物理实验相类似.与此同时,模拟结果与实际地震活动表现出的重复性和准周期特征较为相似.模拟发现,对于参数分布较为复杂的断层模型,其数值模拟提示的地震过程相对复杂得多.对于一个近尺度近1000 km,在接触面上设置了两个剪切强度相对较大区域的断层模型而言,模拟对应地震活动显示,其模拟地震断层位错分段发生,其高强度的区域基本控制了断层的地震位错运动.整个断层的模拟地震位错呈现出了地震触发、震中迁移、大震重复等与实际地震活动性相似的特征.     

爆破、塌陷识别研究进展综述

简要介绍当前国内外关于天然地震与爆破、塌陷等非天然地震特征研究及事件类型识别的进展。对各类事件的定义及主要波形特征进行简要综述,重点介绍了事件类型判定的各类识别方法。与自然界天然地震不同,非天然地震由人工干预或人类活动间接引发。爆破是炸药在爆炸瞬间能量迅速释放,部分能量以地震波形式向外传播,引起地表振动而产生破坏效应的一种地震;塌陷是由于岩层崩塌陷落而形成的地震。虽然在地震台网记录到的天然地震与爆破、塌陷的波形存在一定的共性特征,但由于震源类型、波的传播路径、震源深度等不同,各类事件的波形记录在P波初动、P波与S波最大振幅比、持续时间、震相、短周期面波发育情况、发震时刻、空间位置分布以及频谱特征等方面差异明显。目前主要有两类方法来识别地震与爆破、塌陷等非天然事件。一类为直接基于波形在信号、数据方面的特征,通过定性分析来进行事件类型判定,如波形时频分析对比法、小波变换、相关系数等;另一类为统计学领域诸如模式识别等算法,利用统计算法综合考虑多个事件特征判据的定量判定阀值来实现地震与爆破、塌陷事件类型的识别,如最小距离法、改进的连续亨明方法、Fisher方法、逐步代价最小决策法、支持向量机、前馈神经网络等。两类方法本质上均为提取有效特征判据,即对数据进行降维使用,未将事件记录的全部信息用于事件判定。因此,有必要使用一种可从全部事件记录中自动提取各类信息并可组合底层特征的算法来对各类事件进行判断识别。     

采空区地震与电法探测数据的联合反演研究及应用

综合地球物理技术在采空区的探测中发挥了重要作用.目前通常采用单方法反演、仅对不同方法反演结果进行对比解释的综合勘探方式,单方法反演的多解性严重降低了其探测精度.如何提高采空区的探测精度,对采空区进行有效探测一直被认为是地球物理技术面临的首要难题.为了提高地震与电法技术的探测精度,基于交叉梯度联合反演理论,设计了地震初至折射走时数据和高密度电法数据的联合反演算法流程,对采空区理论模型和野外实际数据进行了联合反演处理.结果发现通过两者的联合反演,不仅可以提高采空区电阻率反演模型的成像效果,而且能够获得地震单方法反演难以成像的采空区低速异常体,从而提高了地震与电法技术对采空区的探测精度.表明地震与电法探测数据联合反演是一种提高采空区探测精度的有效方法.     

煤矿采空区地震安全防护的若干问题

针对煤矿采空区地下岩体结构的地震安全防护不足的问题,分别从煤矿采空区灾害的特征与危害、煤矿采空区的形成与基本特点及煤矿采空区失稳破坏的基本模式等方面深入研究煤矿采空区场地可能导致的次生灾害。通过分析煤矿采空区地下岩体结构地震灾变的相关研究成果,总结煤矿采空区地震安全防护所涉及的关键安全问题,揭示地震作用下煤矿采空区的场地稳定性与地下岩体结构安全防护迫切需要解决的技术难题,为采煤沉陷区工程建设及地震安全防护提供参考。     

1987年阳朔塌陷地震初探

塌陷地震在我国震例不多见,1987年1月和4月发生在广西阳朔县的地震从宏观资料和地震图上看,都是比较典型的塌陷地震。本文将这次地震与构造地震作了对比,进一步证实了塌陷地震这一判断。     

唐山矿井模拟与数字水位的记震能力对比分析

介绍了唐山矿井模拟水位与数字水位观测的基本情况,对2004年7月至12月11次全球7级以上地震引起唐山矿井模拟水位与数字水位水震波特征进行了对比分析。结果表明数字水位有较模拟水位的记震特征易识别,水震波初动清楚,资料连续,误差小等优点,但数字水位采样率低,水震波记录存在畸变。