甘肃塌陷地震震相识别研究

选取甘肃省测震台网测定的甘肃平凉地区塌陷地震、甘东南地区天然地震各50个,同地区的30个地震事件为待测事件。采用近年来计算机领域里较先进的图像识别方法——卷积神经网络识别两种地震事件类型,设定波形通道总数的80%为地震事件分类阈值,超过分类阈值的设定为“0”或“1”,即可判定该待测事件为对应的事件类型。将地震事件作为原始图像,提取图像中最具代表性特征点;接着提取图像特征进入池化层,池化层会对该图像特征点进行归类压缩,提取最具代表性的图像特征,最后输出识别图像。结果表明:塌陷地震最终分类准确识别率为86.7%,天然地震准确识别率为93.3%,总识别率为90%,为今后平凉地区塌陷地震事件类别识别工作提供了可靠的参考价值。     

山东省地面塌陷地质灾害的综合研究

对山东省地面塌陷地质灾害进行了综合研究，给出了各类塌陷灾害在全省的分布情况，并分析了各类塌陷的形成条件，提出了地面塌陷灾害的防治对策。     

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。     

鲁豫交界区地质灾害研究

分析了发生在鲁豫交界区的地面塌陷、地裂缝等地质灾害现象的时空分布特征，对其成因类型进行了研究，认为灾害的发生主要取决于当地的水文地质条件及人为活动，此外还就灾害防御问题提出几点建议。     

山西运城振动事件S变换时频分析

基于S变换,对2005年以来山西南部运城及其附近地区的振动事件波形进行时频分析,并与山西南部地区的天然地震、爆破和塌陷地震波谱特征进行对比分析。结果表明：天然地震一般S波携带能量较大,衰减较慢,震相高低频成分呈现均匀分布;一般近台记录的人工爆破P波比S波发育,能量衰减较快,震相急促短暂;塌陷地震波列能量随时间和频率的展布相对集中,一般分布在频率较低区域;振动事件震相简单,被不同台站记录的波形能量优势分布及频率分布范围差异较大,衰减特征不明显。据此,基本可以排除山西南部及附近区域的振动事件为天然地震、爆破和塌陷事件的可能。     

山西数字地震台网记录波形特征分析

整理山西测震台网记录到的波形资料,对天然地震、爆破和塌陷3类事件的记录波形进行对比分析,找出各类波形的特征,为今后快速、准确分析地震事件提供参考依据。     

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。      

基于小波包分形和神经网络的地震与岩溶塌陷识别

本文以近年来广西地震台网中心记录的天然地震和岩溶塌陷为例,尝试利用基于小波包的分形和径向基函数神经网络技术对这两类事件的波形进行识别,以期有效地识别地震与岩溶塌陷。结果表明,基于小波包分形与神经网络相结合的事件识别方法对天然地震和岩溶塌陷事件的识别率高达89.5%,可作为识别天然地震与岩溶塌陷的一个有效方法。      

汶川、玉树地震临震波动现象的震例研究

<正>一般来讲,宽频带数字地震记录中,蕴含着丰富的信息。既可以有效记录到地震、爆破、塌陷等地球物理事件及环境变化,也可以记录到某些来源未知或目前尚未掌握的过程,其中可能就包含着来源于临震阶段震源预活动、地壳岩层微破裂、裂隙扩展等过程的信息。对于地震、塌陷等事件,可以根据其时、频域特征进行识别,而对于来源于震源区的预滑移、预破裂及与短临阶段相关的岩层微破裂、裂隙扩展等事件则正是临震预报追寻的目标所在。对于这样的目标事件,由于目前不掌握其变化特征,对其识别的方法     

基于密集台阵研究2019辽宁抚顺M2.4矿震震源参数

分析矿震破裂机制及微震的时空分布能够为矿区灾害评估提供更多的有效信息.本研究基于密集台阵观测对2019年11月12日辽宁抚顺2.4级矿震开展震源参数研究,震源机制解显示地震破裂包含明显的非双力偶分量,表现为体积压缩的塌陷机制,且震源深度较浅,最佳拟合矩心深度为0.6 km.同时,对11月3日—25日记录的连续地震波形开展微震扫描,新检测出324个微震事件(-0.5~2.0级),定位结果显示在M 2.4矿震发生前M>1.0级事件显著增多,且在矿震位置存在近南北向的微震条带分布,微震序列随时间向深部迁移(约1.5 km),暗示存在断层活化迹象.结合震源破裂机制,我们认为此次事件与矿区塌陷破裂密切相关,同时伴随先存断裂的剪切滑动.本研究表明,基于密集台阵观测的地震矩张量反演和微震检测研究,对判定矿震类型及防范矿区灾害具有重要的研究意义.     

震动诱发煤矿瓦斯灾害预警初步研究

矿区震动能诱发多种灾害,以瓦斯突出尤为严重。以鹤岗矿区为研究对象,统计了历年来鹤岗地区地震及矿震活动规模,分析了以往典型的矿震引起的瓦斯灾害事例,总结了矿震作用下瓦斯灾害的机理,基于统计数据,提出了矿震瓦斯灾害预警需要解决的关键问题。初步研究表明:震动事件与煤矿灾害之间具有很强的关联性,呈现震动在前、灾害在后、时间间隔数分钟至数日不等的“先震后灾”的特点,基于此,通过建立矿震监测台网,给出了震动诱发煤矿瓦斯灾害预警可行性,并提出了震动引起瓦斯灾害预警思路。     

基于GIS的煤矿水害多源信息预测方法研究

基于MAPGIS平台,用Visual C++对其进行二次开发,研制了煤矿水害多源信息预测系统.通过对地震、电法、水文地质等多源数据进行处理后,在MAPGIS系统下进行成图、配准和空间定量分析,最后建立预测模型.用该系统对煤矿实际资料进行了处理,其结果表明预测结果更为准确.     

利用煤体破裂电磁信号进行局部震源定位方法研究

准确预测煤岩破裂震源方位,确定采掘工作面重点灾害区域,可以使煤岩动力灾害防治措施更为有效.根据煤岩变形破裂电磁效应规律和电磁波基础理论,提出了一种利用电磁信号能量来确定局部震源方位的方法,并通过实验室定向接收实验和平煤十矿现场测试验证该方法的有效性.结果表明,电磁信号强度随着煤岩体应力状态变化而变化;两个正交天线接收的电磁信号能量分别与各自接收夹角余弦值的平方成正比,利用此比例关系可以确定震源的方位;电磁信号定位方法与静态指标法预测局部区域危险性具有较好的检验一致性.研究成果为煤岩动力灾害重点灾害区域的判定提供依据.     

综合勘探方法在解决地质问题中的应用

三维地震勘探在解决诸如小断层、小构造、煤矿采区陷落柱等方面的应用日益广泛。然而,由于地质条件的复杂性以及各种物探方法的特点不同,有时三维地震勘探方法需要与其它物探方法相结合才能更好地发挥其作用。本文以济三煤矿十四采区为例,介绍了利用三维地震和瞬变电磁法勘探相结合,探测采区的断层及煤层顶板上100m内的岩层富水体的方法、特点及经验。     

煤矿采掘过程中煤岩体电磁辐射特征及应用

运用研制的KBD5矿用本安型电磁辐射监测仪测试了煤矿采掘过程中工作面煤岩体的电磁辐射，分析了电磁信号与采掘工艺及煤岩动力灾害危险性等的关系。研究表明，煤矿采掘过程伴随产生电磁辐射，电磁辐射是煤岩体受到采动影响后应力重新分布或变形破裂趋向新平衡的结果；有煤与瓦斯突出和冲击地压危险时，有明显的电磁异常前兆；采取防治措施后，电磁辐射显著下降。电磁辐射技术在煤矿可以用于预测煤与瓦斯突出、冲击地压等煤岩动力灾害。     

2001年以来华亭小震活动增强现象的研究

通过对甘肃省平凉市华亭地区2001年以来出现的异常地震活动现象和该区矿产开采情况的相关分析和我国历史矿震资料的研究,得到了该地区出现的异常地震活动现象是由矿山开采引起的结论。对该地区的震情和震害做了预测并提出了防震减灾的建议。     

1993年10月2日若羌6.6级地震

１９９３年若羌６．６级主震－余震型地震使艾西煤矿等地边坡裂缝、山体塌陷、山石崩塌，破坏各类建筑物１６９０１６ｍ２，地震总经济损失为２７７万元．这次地震是阿尔金活动断裂带最新活动的表现。     

阜新盆地裂隙网络空间信息模型的建立及其应用

瓦斯(煤层气)突出是指煤矿生产过程中,从煤层、岩层及采空区放出的各种有害气体在工作面上富集并涌出,从而引起瓦斯爆炸的煤矿灾害.因此,查明煤层瓦斯富集区域,对可能瓦斯突出点进行预报和应用,是当前煤矿生产中亟待解决的重要课题.本文应用地理信息系统基本原理,结合煤层气地质学、构造地质学等学科的理论和方法,对游离态的煤层气进行深入研究.在此基础上借助ArcGIS平台,根据游离态的煤层气的生、储、盖条件建立了分析模型及空间分析数据库;应用于王营井田,在此基础上预测了王营矿区游离态的煤层气的可能聚集带,为今后的煤层气勘探指明了方向.     

Coal mine water management: optimization models and field application in North China

Abstract

This paper considers the complexity in resolving the conflicts between mine drainage, water supply, and environmental protection for the coal basin of North China, and presents a management optimization framework that addresses these multiple conflicting issues simultaneously in the most cost effective manner. Due to the various unpredictable accidents which may occur in the coal mining process, such as water bursts, gas leaks, fire and collapse of coal beds, the beneficial use of drainage water from the coal mines is generally low. This case study attempts to address the problem of low beneficial usage for drainage water using the Jiaozuo coal mining district in Henan Province, China. By combining a finite-element groundwater simulation model with an optimization code, the economic benefits of using the drainage water as a stable water supply is maximized, while the adverse impact of mine drainage on the environment is controlled. The results indicate that the management model developed in this study achieves an excellent economic outcome and can serve as a potentially powerful tool for solving mining-related water management problems in the coal basin of North China.

Citation Wu, Q., Hu, B. X., Wan, L. & Zheng, C. (2010) Coal mine water management: optimization models and field application in North China. Hydrol. Sci. J. 55(4), 609–623.     

广东兴宁大兴煤矿塌陷地震应急组网监测

介绍了广东省地震局地震现场调查组在兴宁大兴煤矿ML1.4级塌陷地震的应急处理过程,叙述了应急小组从组网初步方案的实施到现场组网成功的经过,指出流动组网监测所取得的地震监测效益和社会经济效益,总结了经验和存在的不足.