深部煤矿强矿震震源参数分析及震源机制研究

摘要

我国煤炭资源开采逐渐走向深部,山东、内蒙等多个矿井大能量矿震频发,严重制约了煤矿的安全高效生产。对强震震源机制的解析是强矿震预警及防控的前提。通过深度剖析东滩煤矿63上06工作面回采过程中发生的27次强矿震事件,利用现场监测和理论分析手段对强矿震地震波形进行快速傅里叶变换(FFT)处理,采用Savage震源谱模型拟合获取拐角频率及低频位移幅值,分析强矿震震源参数间的关联性,揭示震源破裂尺度及破裂面产状特征。基于矩张量反演和破裂面产状计算,获取东滩煤矿强矿震震源机制解及破裂面产状,结果表明强矿震事件震源机制以剪切破坏为主、混合剪切破坏次之。煤层上覆厚硬岩层分别沿工作面推进方向及邻近采空区横向方向发生断裂错动,2种矿震诱发机制相互交叉、相互促进。煤层开采引起的上覆厚硬岩层剧烈运动及瞬时断裂从而释放大量应变能是导致强矿震事件频发的主要原因。