声发射/微震监测煤岩瓦斯复合动力灾害的研究现状

煤岩瓦斯复合动力灾害是深井开采面临的一种由冲击地压和煤与瓦斯突出共同作用的新的灾害表现形式.微破裂前兆是煤岩瓦斯复合动力灾变过程显现的共性本质特征,具有微震和声发射活动性.笔者在收集和阅读大量国内外煤岩瓦斯复合动力灾害资料的基础上,对煤岩瓦斯复合型动力灾害的监测技术进行了研究.研究结果表明:声发射监测技术和微震监测技术的原理相同,不同的是频谱范围有差异.煤岩瓦斯复合动力灾变过程要经历从微小破裂萌生→扩展→集结和从无序到有序的发展过程,声发射和微震监测技术可以很好的对灾变的整个过程进行监测,是研究煤岩瓦斯复合动力灾害的重要手段,对研究煤岩瓦斯复合动力灾害机制和前兆辨识具有重要意义.     

大型花岗岩标本缓慢膨胀破裂过程中电阻率和声发射前兆特征的实验研究

本文重点研究了在膨胀力源作用下,大尺度花岗岩标本缓慢破裂过程中的电阻率和声发射前兆特征。实验结果表明,在岩石破裂过程申不仅观测到了电阻率的长趋势变化和短临异常,而且观测到了清晰的破裂前兆。在大破裂发生之前数小时观测到了电阻率的突变异常。实验中还记录到了声发射现象,其开始的时间较电阻率稍晚,初始破裂和主破裂时的声发射现象有其各自的特殊性。     

六种不同变质程度煤的电阻率研究

煤岩电阻率是衡量煤岩电性特征最重要的参数之一,是进行煤田电法勘探的物性前提.研究煤岩电阻率,尤其是其各向异性特征具有重要的理论和实践意义.本文通过对8块6种不同变质程度的煤岩电阻率及其各向异性测量发现:煤岩三方向的电阻率均随频率增加下降,且两者呈极好的负指数关系,平均相关系数达0.95以上;煤岩电阻率呈现明显的各向异性,走向与垂向、倾向与垂向之间的电阻率差异显著大于走向与倾向之间的电阻率差异;从褐煤到瘦煤,随着变质程度加深,煤岩电阻率呈上升趋势,但到无烟煤阶段,电阻率急剧下降;煤岩电阻率受湿度影响强烈,饱和水与非饱和水情况下电阻率存在较大差异.     

地震地电阻率前兆特征及其与某些台址条件的关系

本文利用91个震例资料研究了地震地电阻率的前兆特征。主要结果有:①地电阻率具有以下降为主的阶段性、区域性、方向性和波动性;②地电台址条件特别是岩石力学条件影响地震地电阻率前兆特征量;③地电台应选在电阻率-应力灵敏度值大的地区。     

受载条件下大型灰岩样品的电阻率前兆特征

用实验方法研究了500mm×500mm×1000mm的大型天然灰岩样品从微裂到大破裂的电阻率前兆特征,对资料的初步分析表明:(1)电阻率异常的时空演化进程与岩石从受力、变形到破坏的整个过程密切相关;(2)电阻率异常的空间分布具有差异性,时间演化具有阶段性;(3)在整个加载过程中电阻率变化有明显的“趋势”异常,岩石大破裂前观测到了“短期”前兆和“临震”突变。这些实验结果为大地震前野外地电阻率法观测资料的物理解释提供了实验依据。最后,利用所观测到的电阻率前兆特征对受载条件下灰岩样品的变形破坏过程进行了初步讨论。     

张北6.2级地震前的卫星热红外异常

利用张北地震前 1个月华北北部 (37～ 42°N,1 1 3～ 1 1 9°E)的气象卫星 NOAA/ AVHRR热红外遥感资料 ,提取震前热红外温度异常 ,研究其时空变化的过程和特征 ,并对热红外温度异常与地震的关系进行初步的探讨。结果表明 ,在张北地震前 1 3天沿张家口 -渤海断裂带确有显著的热红外温度异常出现。异常区域呈条带状 ,且与 NW向地质构造一致 ;温度异常的动态变化可大致分为初始、平缓发展和临震加速 3个阶段。将热红外温度异常作为一种临震前兆对强震的预报具有一定的映震效应     

地震地电阻率前兆异常特征及其机理研究

本文在全面整理我国大陆二十余年来的地电阻率观测资料的基础上,分析了地电阻率前兆异常特征及其与地震三要素之间的关系,给出地震强度(震级)与异常时间和震中距乘积的对数呈线性关系的实用结果,研究了不同类型地震地电阻率短临前兆特征及其在地震预报中的应用,探讨了地电阻率前兆变化的机理。     

考虑关断时间的瞬变电磁视电阻率计算及不同波形浅层分辨特征分析

发射电流波形与关断时间会影响瞬变电磁早期响应,导致瞬变电磁浅部信息缺失形成探测盲区．为了分析发射波形对瞬变电磁探测盲区的影响,文中实现了考虑发射波形影响的瞬变电磁全域视电阻率定义方法,并基于该算法对常用的发射波形瞬变响应对浅层电性介质的分辨特征进行分析．首先,采用电流波形与阶跃响应的褶积实现了任意发射电流的全波形瞬变电磁响应计算,将地下电阻率作为全波形响应的函数,利用反函数原理实现了全波形响应的视电阻率计算．然后,以航空瞬变电磁装置为例,利用文中视电阻率计算方法分析了层状介质不同发射波形瞬变电磁视电阻率曲线特征．根据不同盖层厚度视电阻率曲线可知,当覆盖层较厚时,不同发射波形的视电阻率成像结果与模型电性特征基本相近;当盖层厚度较小时,半正弦波、三角波和梯形波等off-time较长的发射波形瞬变电磁响应不能反映浅层的电阻率信息,早期道视电阻率受到深部电性影响,形成了一定范围的探测盲区．最后,利用文中视电阻率计算方法对不同发射波形的复杂三维模型正演的数据进行分析,半正弦波、三角波和梯形波的瞬变电磁响应都能反映异常的地表位置,但会丢失浅部地层信息,深部异常出现时间提前且纵向拉伸．这是由于关断时...     

基于方位电磁波的煤岩层界面及低阻异常体探测方法（英文）

以煤岩介质和煤岩界面作为电磁波传播响应研究对象,构建与煤岩电磁参数相关的地质模型。针对煤矿井下随钻方位电磁波探测技术在煤岩地质导向中的响应特性进行深入分析,研究煤岩界面探测识别方法及其适用性。模拟仪器在煤岩层响应特性规律,建立煤层顶底板界面的方位、仪器到煤层界面距离的计算方法。利用拟牛顿法对随钻方位电磁波电阻率仪器响应理论模型进行反演计算,并对模拟数据数据进行实时反演,降低了Jacobian矩阵的计算次数,提高了反演速度并降低了对初值的依赖性。基于正反演数值仿真模拟,获得低阻含水层、异常地质体（陷落柱、夹矸层等）方位电磁波探测的信号响应规律。通过正交线圈的定向电动势模拟成像方法研究,验证了高阻煤层中方位电磁波电阻率应用的可行性、能够为煤层界面、地质异常体探测及地质导向应用提供依据。     

强地震附近电阻率对称四极观测的探测深度

针对我国地震监测预报中固定地点和固定观测装置及参数的视电阻率观测,给出了半空间倾斜各向异性介质中电阻率对称四极观测的理论探测深度,研究了地震前兆信息的检测深度问题,得到：(1)在强地震、孕震晚期阶段,在震中区及附近可检测到地壳近地表较深部介质的电阻率变化,其深度大于或远大于均匀介质之;(2)震级、震中距、观测方向不同或在不同的孕震阶段,探测深度存在差异,甚至存在大的差异,且是动态变化的.并依据理论探测深度讨论了地震视电阻率前兆变化的复杂性、地电台址电性条件等问题.     

受载煤体变形破裂微波辐射前兆规律的实验研究

对煤体在单轴压缩条件下的微波辐射效应和规律进行了实验研究.实验结果表明,受载煤体具有微波辐射效应,在煤体的变形破裂过程中伴随有6.6 GHz微波辐射信号产生,其前兆规律具有3种类型.基于电介质物理学对实验现象进行了解释.在单轴压缩实验中,煤体的亮温最大变化值为1.9～2.7K,这表明煤体的微波辐射特性明显优于红外辐射特...     

地电阻率法的台址条件(二)

地电台测区介质的岩体力学条件是地电阻率法台址的重要条件之一。本文根据实测资料和实验结果研究了第四纪浮土层对地电阻率正常变化和地电阻率前兆特征的影响,并对浮土层下伏岩体的物理力学性质与岩体电阻率变化之间的关系作了探讨。由此得到,地电台探测区的岩体力学条件应该是浮土层较薄,下伏小孔隙度(或小裂隙率)的岩体。     

地电台址大范围介质条件的数值模拟研究

本文取两类震源模型,即“闭锁”模型和“膨胀”模型进行数值模拟,计算了大范围层状介质在多种不同组合情况下,其应力、应变场的分布,并进而计算了由附加应力、应变产生的视电阻率变化量。结果表明,不同介质组合对地电阻率前兆异常观测的影响不同,有利于发现前兆异常的大范围介质条件是:(1)坚硬层孕震;(2)孕育地震的高强度坚硬层要薄;(3)地表疏松覆盖层不能太厚。此外,计算结果还表明,地电台站探测范围内的介质力学,电性条件对前兆异常观测也有重大影响。     

地电阻率短临前兆异常的判定方法研究

本文用一阶差分和相干加权计算等方法对地电阻率观测资料进行处理，其结果较好地突出了短临前兆异常。进而研究了地电阻率短临前兆变化特征及其短临预报指标；采用归一化方法将电阻率各异常参量转换为地震前兆信息量，为多种前兆方法进行综合跟踪预报提供了必要的基础资料。     

地震前兆吸引子的演化特征

用非线性动力学重建相空间的方法对唐山地震前后（１９７１～１９７８年）昌黎地电台和地应力台前兆观测资料分别进行了关联维的计算．结果表明，地电阻率和地应力前兆资料吸引子具有分数维结构，并且发现这两种不同前兆资料的吸引子具有相同的前兆动态变化特征．在计算中发现，地电阻率的分数维具有多层次性．对此还进行了简单的讨论     

地下水对地电前兆影响的实验研究

以含水岩土为样本，研究了不同含水率，不同矿化度，不同压力，不同温度以及岩土层中重力水面的不等高度状态下岩土电阻率的定量变化，实验表明，岩土介质电阻率与所含水的特性有十分密切的关系，该实验首次把地下水前兆与地地前兆作为一个整体，来研究地者之间的内在联系，并分析其相关特征。     

利用大样本岩石破裂实验模拟扩容-扩散孕震模式的某些结果(一)s

用采自现场的500 mm500 mm1 000 mm的天然灰岩,在注水条件下模拟扩容-扩散(D-D)孕震模式,并以多种监测手段追踪受载岩石样品从变形、微裂到大破裂全过程有关的物理场的时空演化特征．分析视电阻率结果表明:① 受载岩石从微裂到大破裂全过程与电阻率前兆的时空演化进程基本吻合;② 电阻率前兆的时间进程具有阶段性,空间分布具有差异性;③ 岩石大破裂前观测到明显的趋势异常和短期前兆,并发现部分似可被确认为临震异常的电阻率前兆．电阻率的变化和分布特征似乎显示了与岩石样品受载过程的膨胀现象有某种内在联系．但未找到岩石膨胀的直接证据．最后,从理论上探讨了受载岩石样品电阻率变化的机理．      

唐山地震地电阻率各向异性变化特征研究

依据唐山大震地电总结组汇编的1976年唐山7.8级地震地电观测资料(地电阻率)，定义了一个无量纲的量S来表征地电阻率的各向异性，计算了孕震过程的S值，分析研究了其变化特征．结果表明，唐山地震在孕育、发展和发生整个过程中存在地电阻率各向异性变化．其形态变化特征较为典型．S作为一新的地震前兆因子，与其它无量纲前兆因子结合使用，对地震综合分析预报研究具有应用价值．文中对孕震过程中S的变化特征给予了物理解释．      

地震前兆的象限性特征及其理论分析

在总结华北北部地区唐山、大同地震前地电阻率和形变前兆的象限性特征的基础上，分析并发现张北地震前的形变和地电阻率前兆也具有一定的象限性特征．说明前兆象限性的存在并非偶然，是与孕震体的存在有关．通过岩石实验与理论分析认为，在孕震过程中，前兆异常确实存在象限性特征．象限性的空间分布范围并不是固定不变，而是具有逐渐变大——最大——变小的过程．并且象限性的上升区与下降区（或压缩区与膨胀区）在近源区与远源区不同．如果基于对前兆象限性的认识，指导分析前兆异常不同形态异常的空间分布，对地震的可能发震地区预测将具有参考意义．      

乌鲁木齐地震台地电阻率异常变化特征的初步研究

初步分析乌鲁木齐地区1 990年后发生的9个地震前后地电阻率的变化特征,发现:地电阻率观测值曲线在地震前几个月开始下降.用月距平法分析消除地下水位、温度、气压和降雨对地电阻率的影响,对其前兆异常加以验证,可见震前短临异常变化明显.