基于微震监测的岩爆风险判别及预测预报
发布时间：2021-10-27 06:02
深埋隧洞在水利、水电、交通、矿山开采等工程中越来越常见,开挖扰动作用下高地应力、高温度、高水压引起的地质问题也越来越突出。其中岩爆对现场施工人员和设备安全存在巨大的潜在威胁,是深部岩体工程中公认的世界性难题之一。因此,开展岩爆问题的相关研究,推动岩爆防治工作的发展,对现场施工安全具有重要意义。本文以陕西省引汉济渭工程秦岭输水隧洞越岭段岭南工程为背景,将微震监测技术应用于岩爆防治工作中,主要开展了如下工作:（1）开展了基于微震监测技术的引汉济渭工程岭南钻爆法及TBM法开挖工作面的岩爆监测工作,经过不断探索与优化、改进,成功构建了与TBM完全分离的岩爆监测系统,使得岩爆监测与TBM掘进互不影响,大大降低岩爆监测系统的故障率,充分保证了岩爆监测数据的连续性和完整性,该监测系统安装方便、运行稳定、故障率低,非常适合在类似项目中推广应用。（2）对钻爆法和TBM法开挖的工作面累计进行了 20余月的岩爆监测:2017年1月1日～8月25日,钻爆法开挖的4号支洞,总共统计18次岩爆,其中15次预测较准确,占比83.3%,其余3次未能提前预测或预测等级偏低;2017年9月8日～2018年9月30日,TB...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微震事件密度云图判断岩爆危险的区域划分Fig.1-1RegionalDivisionofRockburstRiskbyDensityCloudImageofMicroseismicEvents
1绪论7图1-2微震事件震级与频度关系图Fig.1-2RelationshipbetweenMagnitudeandFrequencyofMicroseismicEvents（3）微震事件震级、能量大小及集中度微震事件的震级、能量大小以及集中度等参数能够用于表征岩爆发生特征，以此作为判断岩爆能否发生的依据。如图1-3为微震事件定位后的展示图。图1-3微震震级、能量及集中度判断岩爆危险程度Fig.1-3MicroseismicMagnitude,Energy,andConcentrationtoDeterminetheDegreeofRockburstRisk图中，小球的颜色变化用以表示震级大小，按照红橙黄绿蓝靛紫的顺序依次降低，小球的体积大小用以表示的能量大小，体积越大表示能量越大。微震事件密集程度则可以表示为单位区域内微震事件个数的多少，用以表示岩体的破坏程度，一般微震事件集中度越高，发生岩爆的可能性就越大。在不同的工程中，微震事件的震级和能量不同，在岩爆倾向性分级有所不同。应该根据具体工程动态分级。可以初步判断会发生岩爆危险，岩爆的等级划分要根据微震事件的等级和能量综合评判。（4）地震法应力变化三准则（3S）判断条件由于微破裂（微震）是应力变化后以应变能形式释放的信号，而微震的中心也常常是高应力区域。因此，微震事件在一定程度上也是间接的体现了震源周围的的应力变化，stressbuildup,stressshadow和stresstransference（3S原理）在地震学中用以表示应力呈现的三种状态。通过对监测数据进行整理发现，岩爆随时间和应力变化的调整而具有一定的周期性。依照3S原理可以把岩爆产生前后的微破裂区分为三个阶段，如图1-4所示。图中P阶段代表微震高峰期、D阶段代表微震发展过渡期、B阶段代表微震平静期。通常微震事件的高峰期出现在过渡期的后面，因为微震发展期通常会有应力的聚集，极大概率
1绪论7图1-2微震事件震级与频度关系图Fig.1-2RelationshipbetweenMagnitudeandFrequencyofMicroseismicEvents（3）微震事件震级、能量大小及集中度微震事件的震级、能量大小以及集中度等参数能够用于表征岩爆发生特征，以此作为判断岩爆能否发生的依据。如图1-3为微震事件定位后的展示图。图1-3微震震级、能量及集中度判断岩爆危险程度Fig.1-3MicroseismicMagnitude,Energy,andConcentrationtoDeterminetheDegreeofRockburstRisk图中，小球的颜色变化用以表示震级大小，按照红橙黄绿蓝靛紫的顺序依次降低，小球的体积大小用以表示的能量大小，体积越大表示能量越大。微震事件密集程度则可以表示为单位区域内微震事件个数的多少，用以表示岩体的破坏程度，一般微震事件集中度越高，发生岩爆的可能性就越大。在不同的工程中，微震事件的震级和能量不同，在岩爆倾向性分级有所不同。应该根据具体工程动态分级。可以初步判断会发生岩爆危险，岩爆的等级划分要根据微震事件的等级和能量综合评判。（4）地震法应力变化三准则（3S）判断条件由于微破裂（微震）是应力变化后以应变能形式释放的信号，而微震的中心也常常是高应力区域。因此，微震事件在一定程度上也是间接的体现了震源周围的的应力变化，stressbuildup,stressshadow和stresstransference（3S原理）在地震学中用以表示应力呈现的三种状态。通过对监测数据进行整理发现，岩爆随时间和应力变化的调整而具有一定的周期性。依照3S原理可以把岩爆产生前后的微破裂区分为三个阶段，如图1-4所示。图中P阶段代表微震高峰期、D阶段代表微震发展过渡期、B阶段代表微震平静期。通常微震事件的高峰期出现在过渡期的后面，因为微震发展期通常会有应力的聚集，极大概率
【参考文献】：
期刊论文
[1]TBM开挖隧洞微震监测系统构建及方案优化[J]. 刘福生,唐烈先,任喜平,李立民,王剑锋. 人民黄河. 2019(02)
[2]引汉济渭秦岭输水隧洞4#支洞微震监测系统及工程应用[J]. 黄志平,阎石,刘福生,唐烈先,李立民,王斌. 水利水电技术. 2018(09)
[3]引汉济渭工程秦岭输水隧洞4#施工支洞岩爆预测及预防处理措施[J]. 李元来,王俊. 水利水电技术. 2017(08)
[4]基于微震监测技术的岩爆预测机制研究[J]. 马天辉,唐春安,唐烈先,张文东,王龙. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
[5]基于微震监测的锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育过程分析[J]. 于群,唐春安,李连崇,李鸿,程关文. 岩土工程学报. 2014(12)
[6]甘东南流动台阵微震监测结果[J]. 高见,张元生,郭飚,刘旭宙. 地震工程学报. 2013(01)
[7]提高煤矿微震定位精度的台网优化布置算法[J]. 巩思园,窦林名,马小平,牟宗龙,陆菜平. 岩石力学与工程学报. 2012(01)
[8]锦屏二级水电站1#引水隧洞岩爆洞段数值分析[J]. 王振,唐春安,马天辉,唐烈先. 地下空间与工程学报. 2011(S2)
[9]基于微震和地音监测的冲击危险性综合评价技术研究[J]. 夏永学,蓝航,魏向志. 煤炭学报. 2011(S2)
[10]香炉山钨矿残采区地压灾害微震监测技术应用分析[J]. 胡静云,林峰,彭府华,沈慧明,李庶林. 中国地质灾害与防治学报. 2010(04)
博士论文
[1]深埋隧道围岩脆性破裂的微震监测及岩爆解译与预警研究[D]. 马春驰.成都理工大学 2017
硕士论文
[1]三维动静组合载荷下高应力岩体动力特性及岩爆研究[D]. 崔栋梁.中南大学 2007
本文编号：3461018
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微震事件密度云图判断岩爆危险的区域划分Fig.1-1RegionalDivisionofRockburstRiskbyDensityCloudImageofMicroseismicEvents
1绪论7图1-2微震事件震级与频度关系图Fig.1-2RelationshipbetweenMagnitudeandFrequencyofMicroseismicEvents（3）微震事件震级、能量大小及集中度微震事件的震级、能量大小以及集中度等参数能够用于表征岩爆发生特征，以此作为判断岩爆能否发生的依据。如图1-3为微震事件定位后的展示图。图1-3微震震级、能量及集中度判断岩爆危险程度Fig.1-3MicroseismicMagnitude,Energy,andConcentrationtoDeterminetheDegreeofRockburstRisk图中，小球的颜色变化用以表示震级大小，按照红橙黄绿蓝靛紫的顺序依次降低，小球的体积大小用以表示的能量大小，体积越大表示能量越大。微震事件密集程度则可以表示为单位区域内微震事件个数的多少，用以表示岩体的破坏程度，一般微震事件集中度越高，发生岩爆的可能性就越大。在不同的工程中，微震事件的震级和能量不同，在岩爆倾向性分级有所不同。应该根据具体工程动态分级。可以初步判断会发生岩爆危险，岩爆的等级划分要根据微震事件的等级和能量综合评判。（4）地震法应力变化三准则（3S）判断条件由于微破裂（微震）是应力变化后以应变能形式释放的信号，而微震的中心也常常是高应力区域。因此，微震事件在一定程度上也是间接的体现了震源周围的的应力变化，stressbuildup,stressshadow和stresstransference（3S原理）在地震学中用以表示应力呈现的三种状态。通过对监测数据进行整理发现，岩爆随时间和应力变化的调整而具有一定的周期性。依照3S原理可以把岩爆产生前后的微破裂区分为三个阶段，如图1-4所示。图中P阶段代表微震高峰期、D阶段代表微震发展过渡期、B阶段代表微震平静期。通常微震事件的高峰期出现在过渡期的后面，因为微震发展期通常会有应力的聚集，极大概率
1绪论7图1-2微震事件震级与频度关系图Fig.1-2RelationshipbetweenMagnitudeandFrequencyofMicroseismicEvents（3）微震事件震级、能量大小及集中度微震事件的震级、能量大小以及集中度等参数能够用于表征岩爆发生特征，以此作为判断岩爆能否发生的依据。如图1-3为微震事件定位后的展示图。图1-3微震震级、能量及集中度判断岩爆危险程度Fig.1-3MicroseismicMagnitude,Energy,andConcentrationtoDeterminetheDegreeofRockburstRisk图中，小球的颜色变化用以表示震级大小，按照红橙黄绿蓝靛紫的顺序依次降低，小球的体积大小用以表示的能量大小，体积越大表示能量越大。微震事件密集程度则可以表示为单位区域内微震事件个数的多少，用以表示岩体的破坏程度，一般微震事件集中度越高，发生岩爆的可能性就越大。在不同的工程中，微震事件的震级和能量不同，在岩爆倾向性分级有所不同。应该根据具体工程动态分级。可以初步判断会发生岩爆危险，岩爆的等级划分要根据微震事件的等级和能量综合评判。（4）地震法应力变化三准则（3S）判断条件由于微破裂（微震）是应力变化后以应变能形式释放的信号，而微震的中心也常常是高应力区域。因此，微震事件在一定程度上也是间接的体现了震源周围的的应力变化，stressbuildup,stressshadow和stresstransference（3S原理）在地震学中用以表示应力呈现的三种状态。通过对监测数据进行整理发现，岩爆随时间和应力变化的调整而具有一定的周期性。依照3S原理可以把岩爆产生前后的微破裂区分为三个阶段，如图1-4所示。图中P阶段代表微震高峰期、D阶段代表微震发展过渡期、B阶段代表微震平静期。通常微震事件的高峰期出现在过渡期的后面，因为微震发展期通常会有应力的聚集，极大概率
【参考文献】：
期刊论文
[1]TBM开挖隧洞微震监测系统构建及方案优化[J]. 刘福生,唐烈先,任喜平,李立民,王剑锋. 人民黄河. 2019(02)
[2]引汉济渭秦岭输水隧洞4#支洞微震监测系统及工程应用[J]. 黄志平,阎石,刘福生,唐烈先,李立民,王斌. 水利水电技术. 2018(09)
[3]引汉济渭工程秦岭输水隧洞4#施工支洞岩爆预测及预防处理措施[J]. 李元来,王俊. 水利水电技术. 2017(08)
[4]基于微震监测技术的岩爆预测机制研究[J]. 马天辉,唐春安,唐烈先,张文东,王龙. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
[5]基于微震监测的锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育过程分析[J]. 于群,唐春安,李连崇,李鸿,程关文. 岩土工程学报. 2014(12)
[6]甘东南流动台阵微震监测结果[J]. 高见,张元生,郭飚,刘旭宙. 地震工程学报. 2013(01)
[7]提高煤矿微震定位精度的台网优化布置算法[J]. 巩思园,窦林名,马小平,牟宗龙,陆菜平. 岩石力学与工程学报. 2012(01)
[8]锦屏二级水电站1#引水隧洞岩爆洞段数值分析[J]. 王振,唐春安,马天辉,唐烈先. 地下空间与工程学报. 2011(S2)
[9]基于微震和地音监测的冲击危险性综合评价技术研究[J]. 夏永学,蓝航,魏向志. 煤炭学报. 2011(S2)
[10]香炉山钨矿残采区地压灾害微震监测技术应用分析[J]. 胡静云,林峰,彭府华,沈慧明,李庶林. 中国地质灾害与防治学报. 2010(04)
博士论文
[1]深埋隧道围岩脆性破裂的微震监测及岩爆解译与预警研究[D]. 马春驰.成都理工大学 2017
硕士论文
[1]三维动静组合载荷下高应力岩体动力特性及岩爆研究[D]. 崔栋梁.中南大学 2007
本文编号：3461018
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