深部煤矿开采诱发地震的机制、监测、预防与控制：以中国典型案例为研究对象

《International Journal of Mining Science and Technology》：Mechanisms, monitoring, prevention and control of deep coal mining-induced seismicity: Study of typical cases in China

　　

焦宇勇|严崇伟|邹俊鹏|张秀峰|王琦|龚思远|党文刚|张全|陈宏凯

摘要

采矿诱发的地震是人类活动引发地震的一个特殊类型，其发生频率随着采矿深度的增加而增加。本研究基于中国典型矿山的采矿诱发地震数据和技术解决方案展开。采矿诱发地震是指由于深部采矿在矿区范围内产生的所有可检测到的地表地震活动。首先，本文深入探讨了覆盖层破裂型和断层滑动型采矿诱发地震的机制，其根本原因是上覆岩层中的区域应力重新分布和集中。文中介绍了一种基于4G/5G和GPS同步技术的地下-地表一体化监测网络，该系统的数据量增加了55.65%，监测有效性提高了198.29%。为了解决震源定位问题，研究人员开发了一种结合遗传算法和Powell算法的混合算法。同时，建立了一个基于改进型非支配排序遗传算法II（Improved Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II）的监测效率评估模型。评估结果表明，深孔爆破通过“将一次重大地震事件转化为多次小型地震事件”显著提高了地震防控效果；覆盖层分离注浆对能量释放的影响有限；而水力压裂技术由于流体流动行为难以控制，效果仍不稳定。本研究有助于深入理解采矿诱发地震的机理，为煤矿动力灾害防治领域提供了宝贵的参考依据。